Моделирование и численный расчет динамики плазменных потоков с высоким энергосодержанием в плазменно-энергетических ускорительных системах : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. В. Асташинский

Abstract

Объектом исследования являются плазменные потоки, сформированные в квазистационарных плазменных ускорителях. Цель НИР - разработка физико-математической модели динамики плазменных потоков квазистационарных плазменных ускорителей и проведение численного расчета основных термодинамических параметров плазмы в зависимости от параметров разряда в ускорителе. Основными методами исследований являются методы математического моделирования физических процессов и численные методы решения дифференциальных уравнений. В ходе выполнения была разработана модель динамики квазистационарного потока в плазменных ускорителях, учитывающая процессы плазмы (на основе законов сохранения массы, импульса и энергии, пренебрегая вязкостью и теплопроводностью плазмы). Рассмотрены ускорительный и компрессионный стационарные режимы работы коаксиальных ускорительных систем. В результате выполнения работы установлено, что в стационарном режиме скорость плазменных образований за время движения в междуэлектродном промежутке при заданных параметрах увеличивается в 5 раз. Одновременно с этим в квазистационарном режиме наблюдается неоднородное распределение плазмы вдоль канала, причем значение плотности плазмы на выходе из ускорительного канала уменьшается на 15 % по сравнению с начальным значением. Результаты могут быть использованы: на физическом факультете Белорусского государственного университета в научных исследованиях, связанных с описанием процессов разряда в плазменных ускорителях и взаимодействия частиц с поверхностью, при компьютерном моделировании ускорительных систем, в спецкурсах соответствующих специальностей и как теоретическая база дальнейших НИОКР.