شبیه‌سازی عددی جریان پلاسمای غیرتعادلی در یک رانشگر پلاسمایی مغناطیسی

حل معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی با استفاده از روش‌های مبتنی بر تفکیک مشخصه‌ها که دارای لزجت عددی کمی هستند، در جریان‌های پلاسما با ضریب بتای کوچک غالباً واگرا می‌گردد. افزایش همزمان سهم انرژی مغناطیسی (به دلیل کوچک بودن پارامتر بتا) و انرژی جنبشی (به دلیل وقوع انبساط‌های قوی) باعث کاهش سهم انرژی داخلی از انرژی کل شده و نهایتاً فشار در سلول‌های مجاور نوک الکترودها منفی می‌شود. 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 انبساط‌های قوی را تأمین نماید. همچنین جهت افزایش دقت حل عددی روش OMUSCL2 که دارای خطای پراکندگی کمینه می‌باشد، 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 استوانه‌ای شبیه‌سازی شد. مقایسه نتایج عددی بدست آمده برای جریان الکتریکی محصور و نیروی پیشران با سایر داده‌های تجربی و عددی، حاکی از سازگاری و تطابق بین آن‌هاست.