شبیه سازی عددی جریان پلاسمای غیرتعادلی در یک رانشگر پلاسمایی مغناطیسی

حل معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی با استفاده از روش های مبتنی بر تفکیک مشخصه ها که دارای لزجت عددی کمی هستند، در جریان های پلاسما با ضریب بتای کوچک غالباً واگرا می گردد. افزایش همزمان سهم انرژی مغناطیسی (به دلیل کوچک بودن پارامتر بتا) و انرژی جنبشی (به دلیل وقوع انبساط های قوی) باعث کاهش سهم انرژی داخلی از انرژی کل شده و نهایتاً فشار در سلول های مجاور نوک الکترودها منفی می شود. در این پژوهش، جهت دستیابی به حل پایدار از روش ریمانی غیرتفکیکی hlle استفاده شده است. این روش قادر است لزجت عددی لازم برای جلوگیری از نقض شرط انتروپی در انبساط های قوی را تأمین نماید. همچنین جهت افزایش دقت حل عددی روش omuscl2 که دارای خطای پراکندگی کمینه می باشد، به کار گرفته شده است. با توجه به ماهیت غیرتعادلی جریان پلاسما در رانشگرهای مغناطیسی، یک مدل یونش 7 جزئی مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجی الگوریتم عددی توسعه داده شده، یک رانشگر استوانه ای شبیه سازی شد. مقایسه نتایج عددی بدست آمده برای جریان الکتریکی محصور و نیروی پیشران با سایر داده های تجربی و عددی، حاکی از سازگاری و تطابق بین آن هاست.