شبیه سازی عددی یک بعدی عملکرد رانشگر پالس پلاسمایی با پیشران جامد

نویسندگان

  • اکرم صدیق کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا گرایش جلوبرندگی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، تهران، ایران
  • رضا ابراهیمی دانشیار ، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، تهران، ایران
چکیده مقاله:

رانشگر پالس پلاسمایی، اولین رانشگر مورد استفاده در ماموریت‌های فضایی بوده است. در این سیستم‌ها به دلیل تخلیه خازن الکتریکی و عبور جریان قوی بین آند وکاتد، سوخت تجزیه شده و سپس با استفاده از میدان مغناطیسی القایی و اعمال نیروی لورنتس به ذرات پلاسما تبدیل و با شتاب‌گیری آن‌ها نیروی رانش تولید می‌کند. در این پژوهش به شبیه‌سازی یک بعدی یک رانشگر پالس پلاسمایی پرداخته شده است. روش عددی به‌کار رفته بر مبنای روش‌ عددی اینفلت، هارتن، لکس، ون لیر (HLLE) می‌باشد. از اثرات هال، فرایند یونیزاسیون، انتقال حرارت و لزجت صرف-نظر شده است. رسانندگی الکتریکی محیط و ضریب گذردهی خلاء ثابت فرض شده است. به منظور صحت به کارگیری روش عددی مورد استفاده در این پژوهش، مسئله‌ی ریمان مغناطیسی یک بعدی با عنوان مسئله لوله ضربه جهت صحه‌گذاری حل معادلات دینامیک سیالات مغناطیسی استفاده می‌گردد. معادلات حاکم برای یک شتاب‌دهنده مغناطیسی نمونه حل شده است. نتایج حل ارائه شده شامل توزیع چگالی، توزیع سرعت، توزیع فشار و توزیع میدان مغناطیسی در طول شتاب‌دهنده می‌باشد که مقایسه آن با نتایج عددی مشابه، نتایج رضایت بخشی را نشان می‌دهد. رانشگر پالس پلاسمایی، مورد تحلیل عددی واقع شده است. نتایج مربوط به منحنی‌های چگالی، فشار، میدان مغناطیسی و سرعت با رفتار فیزیکی مورد انتظار مقایسه شده و رضایت بخش می‌باشد. هم‌چنین نمودار توزیع دمای تفلون پس از رسیدن به دمای تصعید، با اعمال انرژی حرارتی از ناحیه پلاسما، با نتایج مرجع هم‌خوانی مناسبی دارد.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

شبیه سازی عددی عملکرد رانشگر پالس پلاسمایی با پیشران جامد

رانشگر پالس پلاسمایی، اولین رانشگر مورد استفاده در ماموریت¬های فضایی بوده است. به دلیل عملکرد مناسب آن در میکروماهواره¬ها، مورد توجه محققان این زمینه واقع گردیده است. در این سیستم به دلیل تخلیه خازن الکتریکی و عبور جریان قوی بین آند وکاتد، سوخت (عموما تفلون) تجزیه شده وپلاسما (سیالی خنثی و شامل یون¬های مثبت و بار منفی) تشکیل می¬شود و سپس با استفاده از میدان مغناطیسی القایی و اعمال نیروی لورنتس ...

طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی رانشگر پالس ‌پلاسمایی

2رانشگر پالس پلاسمایی (PPT) به عنوان یک گزینه اصلی برای مأموریت‌های آیندة میکروماهواره‌ها مطرح استو علاقة زیادی به بهبود پارامترهای مختلف آن و کوچک‌تر کردن ابعاد و کم‌کردن وزن آن وجود دارد که تحقق این موضوع نیازمند تحقیقات گسترده آزمایشگاهیاست. پارامترهای بسیار زیادی رفتار PPTرا تعیین می‌کنند، بهمین دلیل توسعه یک نمونه آزمایشگاهی از این رانشگر که سادگی و انعطاف‌پذیری کافی را ارائه کند سبب ایجاد...

متن کامل

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 د...

متن کامل

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 د...

متن کامل

شبیه سازی شبه‌یک بعدی جریان دوفازی موتور سوخت جامد

  Abstract   In this research, internal ballistics of solid rocket motor (SRM) has been simulated numerically including two phase flow phenomena. The flow field is consisting of combustion chamber, cylindrical grain, and converging-diverging conic nozzle. One-dimensional transient Euler equations has been solved through Jameson method. The mentioned equations are discretized using fourth order ...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


عنوان ژورنال

دوره 7  شماره 1

صفحات  161- 173

تاریخ انتشار 2017-03-21

با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023