Магнитная газовая динамика космической плазмы,
активных космических экспериментов и импульсных плазменных ускорителей
Основные результаты
-
Разработаны компьютерные коды, реализующие трехмерные
МГД-модели,
предназначенные для моделирования различных плазменных явлений, протекающих в том числе в режиме
радиационно-газодинамического взаимодействия;
-
Активно ведутся работы по разработке компьютерного кода, реализующего трехмерную
гибридную (кинетико-континуальную) модель на структурированных расчетных сетках;
-
Гибридные одномерные модели были созданы в ИПМех РАН в 90x годах предыдущего века
Суржиковым Сергеем Тимофеевичем и Райзером Юрием Петровичем;
-
В рамках гибридных моделей ионы моделируются кинетически (в рамках метода частиц-в-ячейках),
а электроны моделируются в рамках подходов механики сплошной среды;
-
Необходимо провести подробную верификацию и валидацию гибридной модели, в том числе путем
сравнения с результатами, получаемыми с помощью МГД-моделей. Требуется учет дополнительных
физических процессов в рамках гибридной модели.
Разлет плазменного облака в ионосфере
Создание радиационно-газодинамической моделей виртуальных объектов ракетно-космической техники
|
-
Создание РГД/МГД вычислительных моделей для расчета параметров импульсных плазменных двигателей
- 3-х мерные модели
|
Начальные условия
-
ρ*=2.0*10-9 кг/м3;p*=4.49*10-4 Па;
-
B0=5*10-9 Тл; αB^Y=30o
-
Winf=-6.0 км/с; υVinf=30o
-
Wplume=-25 кг/с; ρplume=2.0*10-7 кг/м3
-
pplume=20 Па; Rexit=0.03 м
-
tHPT=6 мкс; tsimulation=70 мкс
|
|
Результаты расчета
Лазерные ракетные двигатели непрерывного и импульсно-периодического действия
Messitt, D.G., Myrabo, L.N., Mead, F.B.,
Laser Initiated Blast Wave for Launch Vehicle Propulsion, AIAA Paper 2000-3035, 2000
Сравнение расчетных и экспериментальных данных
Конфигурация ударной волны при 6 мкс: a) - расчет (E0 = 10 Дж, hc = 9 мм, r0 = 1 мм),
b) - эксперимент (Mori K., Komurasaki K., Arakawa Y.
Laser Plasma Production and Expansion in a Supersonic Flow, AIAA Paper 2002-0634, 2002)