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하이브리드 모델을 이용한 홀 추력기의 방전 전압과 플라즈마 특성 관계 연구
A Study on Relationship Between Discharge Voltage and Plasma Characteristics of Hall Thruster Using a Hybrid Model 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.48 no.8, 2020년, pp.611 - 620  

정관용 (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ,  성홍계 (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University)

초록
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이차원 축대칭 하이브리드 모델을 이용하여 홀 추력기의 플라즈마 방전 전압이 전자 평균 에너지, 전위, 이온화율 그리고 중성종 및 이온의 밀도에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 개발된 코드의 검증을 위하여 홀 추력기 SPT-100ML의 방전 전압의 변화에 따른 방전 전류와 추력 및 플라즈마 분포 결과를, 타 연구자들의 실험과 계산 결과와 비교하였다. 결과는 방전 전압이 증가할수록 전자 평균 에너지, 이온화율, 이온의 밀도가 증가하는 반면에 중성종의 밀도가 감소함을 나타내었다. 방전 전압과 추력, 방전 전류는 서로 비례하는 관계를 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The effect of discharge voltage on electron mean energy, electric potential, ionization rate, neutral and ion density of Hall thruster was analyzed using a two-dimensional axisymmetric hybrid model. The results of the code developed for this study such as discharge current, thrust, and plasma distri...

주제어

#홀 추력기   #전기 추력기   #하이브리드 모델  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
홀 추력기란? 홀 추력기(Hall thruster)는 고리 또는 원통 형태의 공동을 갖는 정전기적 추력기(electrostatic thruster) 이다. 추력기 내 반지름 방향의 강한 자기장과 축 방향 전기장은, 전자를 E×B 표류(E-cross-B drift)를 통하여 추력기 내에 효율적으로 구속한다.
방전 전압과 추력, 방전 전류는 서로 어떤 관계인가? 결과는 방전 전압이 증가할수록 전자 평균 에너지, 이온화율, 이온의 밀도가 증가하는 반면에 중성종의 밀도가 감소함을 나타내었다. 방전 전압과 추력, 방전 전류는 서로 비례하는 관계를 나타내었다.
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참고문헌 (26)

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  16. Bareilles, J., "Modelisation 2D Hybrid d'un Propulseur a Effet Hall pour Satellites," Ph.D. thesis, Centre de Physique des Plasmas et de leurs Applications de Toulouse, Universite Paul Sabatier, 2002. 

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  19. Mazouffre, S., Bourgeois, G., Garrigues, L. and Pawelec, E., "A Comprehensive study on the atom flow in the cross-field dischare of a Hall Thruster," Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 44, No. 10, 2011, pp. 105203. 

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  21. Hayashi, M., "Bibliography of Electron and Photon Cross Sections with Atoms and Molecules Published in the 20th Century. Xenon," No. NIFSDATA-079, National Inst. for Fusion Science, 2003. 

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  25. Hagelaar, G. J. M. and Kroesen, G. M. W., "Speeding Up Fluid Models for Gas Discharges by Implicit Treatment of the Electron Energy Source Term," Journal of Computational Physics, Vol. 159, No. 1, 2000, pp. 1-12. 

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  26. Grigoryev, Yu. N., Vshivkov, V. A. and Fedoruk, M. P., Numerical "Particle-in-Cell" Methods: Theory and Applications, Walter de Gruyter, Zeist, 2012, pp. 58-64. 

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