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

رانشگر پالس پلاسمایی، اولین رانشگر مورد استفاده در ماموریت های فضایی بوده است. در این سیستم ها 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 شتاب گیری آن ها نیروی رانش تولید می کند. در این پژوهش به شبیه سازی یک بعدی یک رانشگر پالس پلاسمایی پرداخته شده است. روش عددی به کار رفته بر مبنای روش عددی اینفلت، هارتن، لکس، ون لیر (HLLE) می باشد. 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، مسئله ی ریمان مغناطیسی یک بعدی با عنوان مسئله لوله ضربه جهت صحه گذاری حل معادلات دینامیک سیالات مغناطیسی استفاده می گردد. معادلات حاکم برای یک شتاب دهنده مغناطیسی نمونه حل شده است. نتایج حل ارائه شده شامل توزیع چگالی، توزیع سرعت، توزیع فشار و توزیع میدان مغناطیسی در طول شتاب دهنده می باشد که مقایسه آن با نتایج عددی مشابه، نتایج رضایت بخشی را نشان می دهد. رانشگر پالس پلاسمایی، مورد تحلیل عددی واقع شده است. نتایج مربوط به منحنی های چگالی، فشار، میدان مغناطیسی و سرعت با رفتار فیزیکی مورد انتظار مقایسه شده و رضایت بخش می باشد. هم چنین نمودار توزیع دمای تفلون پس از رسیدن به دمای تصعید، با اعمال انرژی حرارتی از ناحیه پلاسما، با نتایج مرجع هم خوانی مناسبی دارد.