Tez detayları

One dimensional numerical analysis of plasma properties in the discharge channel of a Hall effect thruster = Hall etkili plazma itki sisteminin boşalma kanalındaki plazma özelliklerinin bir boyutlu sayısal analizi

Yazarlar:

Yüncüler, Çinar

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2013

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000299227

Özet

The aim of this study is to understand and simulate the physical processes occurring in the discharge channel of a Hall effect thruster. Accordingly, based on a physical model proposed by A. I. Morozov, one-dimensional fluid and hybrid numerical codes are developed on Matlab software and applied to the analysis of axial distributions of plasma properties in the discharge channel of the thruster. In the hybrid model, ions are described by the kinetic Vlasov equation, while electrons and neutral atoms are treated as fluids. Initially, stationary profiles of the plasma properties are obtained. Then solving time dependent equations, time evolution of these properties is investigated.In different operating regimes, damped, periodic, and aperiodic irregular oscillations of the plasma properties are observed and discussed. The performance parameters of the thruster such as thrust, efficiency and specific impulse are estimated for different input conditions. The results obtained from fluid and hybrid models are compared.

Bu çalışmanın amacı Hall etkili bir itki motorunun boşalma kanalında gerçekleşen fiziksel süreçleri anlamak ve simüle etmektir. Bu doğrultuda, A. I. Morozov tarafından önerilen bir fiziksel model temel alınarak, Matlab yazılımında bir boyutlu akışkan ve hibrit sayısal kodlar geliştirilmiş ve motorun boşalma kanalındaki plazma özelliklerinin eksenel dağılımlarının çözümlenmesine uygulanmıştır. Hibrit modelde iyonlar kinetik Vlasov denklemiyle betimlenirken elektronlar ve nötr atomlar akışkan olarak alınmıştır. İlk olarak plazma özelliklerinin durağan profilleri elde edilmiştir. Daha sonra zamana bağlı denklemler çözülerek bu özelliklerin zaman içindeki değişimleri incelenmiştir.Farklı çalışma rejimlerinde, plazma özelliklerinin sönümlü, periyodik ve düzensiz aperiyodik salınımları gözlemlenmiş ve tartışılmıştır. Motorun itki, verim ve özgül darbe gibi performans parametreleri, farlı girdi koşulları için öngörülmüştür. Akışkan ve hibrit modellerden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Tez detayları

One dimensional numerical analysis of plasma properties in the discharge channel of a Hall effect thruster = Hall etkili plazma itki sisteminin boşalma kanalındaki plazma özelliklerinin bir boyutlu sayısal analizi

Yazarlar: Yüncüler, Çinar

Yayıncı: Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2013

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000299227