磁场调控等离子体喷流电子密度分布的数值模拟

发布时间：2020-12-04 09:51

　　等离子体鞘套对临近空间高速目标飞行器电磁波通信的制约是目前亟待解决的热点问题,地面等离子体复现设备产生等离子体鞘套以研究其对信号传播的影响成为主要的研究方法,实际空间中高速目标飞行器再入过程中形成的等离子体电子密度是非均匀分布的,然而目前的地面等离子体复现研究设备不具备对等离子体电子密度分布调控能力,在本文中,探索了利用外加磁场的手段对临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置中等离子体喷流电子密度分布的调控作用。本文建立了磁场作用于等离子体喷流的多物理场紧耦合理论模型和磁场调控等离子体喷流电子密度分布的几何模型,模型中考虑了高温环境下空气的气体化学反应对带电粒子浓度的影响,然后利用外加线电流产生的静磁场影响等离子体电子密度的分布状态,为临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置利用磁场手段调控等离子体电子密度分布提供理论依据。主要研究内容如下:（1）建立了磁场作用于等离子体喷流的多物理场紧耦合模型。联合等离子体基本理论、宏观的磁流体方程组、微观的高温空气化学反应方程组,确立了包括层流场、传热场、化学场、稀物质传递场及磁场在内的五个物理场紧耦合的理论模型。（2）基于磁场作用于等离子... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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激油管鉴冒图

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用射频（RF）发生器通过 RF 匹配器电容耦合到内部冷却体，产生的等离子体电子密度个数在11 -310 cm 左右，RF 功发生器以不同的频率工作，设备所产生的等离子体密度也变化。该设备虽然实现了实时调控、可重复性和可控性的密度分布控制的需求仍未满足，进一步研究和探索如何调。的临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置同子密度分布的可调控性需求。本文依据磁场作用于流体的速目标等离子体电磁科学实验研究装置，建立二维轴对称子密度分布的几何模型，考虑实际温度下空气发生的化学静磁场，探索外加磁场的手段对等离子体喷流电子密度分 COMSOL 开展磁场调控等离子体电子密度分布的数值模离子体电子密度的空间分布的调控作用，为进一步研制临磁科学实验研究装置提供理论依据。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]高超声速流动的磁流体力学控制数值模拟研究[D]. 田正雨.国防科学技术大学 2008

硕士论文
[1]超高速碰撞产生等离子体的电磁特性研究[D]. 王洪亮.沈阳理工大学 2017
[2]临近空间高超声速飞行器等离子体流场的研究[D]. 吴娜.西安电子科技大学 2015
[3]高速目标非平衡绕流模拟及等离子体流场分布研究[D]. 华彩成.西安电子科技大学 2013



本文编号：2897387