Применение метода расщепления по физическим процессам для построения численного метода решения системы кинетических уравнений, описывающих поведение струи разреженной плазмы, возникающей от работы электрического реактивного двигателя
Аннотация:
Рассматривается построение численного метода решения системы кинетических уравнений, описывающих поведение струи разреженной плазмы, исходящей из электрического реактивного двигателя. Аналогичная задача рассматривалась ранее в цитируемых ниже работах в стационарном случае. Теперь решается эта же задача в нестационарной постановке. Построение численного метода основано на обобщении метода расщепления по физическим процессам, который широко применяется в динамике разреженного газа. Основную трудность при применении естественного обобщения этого метода для решения указанной задачи составляет учет граничного условия при определении функции распределения ионов. В статье данная проблема решается путем аналитического выделения соответствующего члена на этапе свободномолекулярного разлета. В рамках метода расщепления удается также решить проблему, связанную с тем, что скоростные пространства ионов и нейтралов имеют существенно разные масштабы. Показаны способы, с помощью которых можно сделать создаваемый метод консервативным. На качественном уровне производится сравнение некоторых численных расчетов с экспериментально наблюдаемыми данными. Это сравнение показывает, что построенное численное моделирование, основанное на использовании данного метода, будет адекватно воспроизводить поведение моделируемого объекта. Библ. 15. Фиг. 11.
Ключевые слова:электрический реактивный двигатель, численное решение системы кинетических уравнений, функция распределения, скоростное пространство, поведение струи разреженной плазмы.
УДК:519.634
Поступила в редакцию: 27.12.2011 Исправленный вариант: 25.05.2012