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宇宙用ＭＰＤスラスタのプラズマ電磁流体・熱連成モデルの構築と実機設計への展開

空间MPD推进器等离子体-磁流体动力-热耦合模型的构建及其在实际机械设计中的应用

基本信息

批准号：
15J10821
负责人：
川﨑央
金额：
$ 1.39万
依托单位：
Japan Aerospace EXploration Agency (2016)Tokyo Institute of Technology (2015)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10821/
关键词：
電気推進電磁流体プラズマ放電シース電極宇宙推進

项目摘要

特別研究員の第２年度（最終年度）としてＭＰＤ（magnetoplasmadynamic）スラスタの研究に取り組み，主に IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) Transaction of Plasma Scienceに１編の論文を投稿するなどの成果を残した．具体的には，詳細な静電シースモデルを数値シミュレーションモデルに取り入れ，プラズマの電磁流体モデルおよび電極の熱モデルを接続，連成することで，スラスタ内でのプラズマと電極の相互作用をはじめて２次元数値シミュレーションにより検討した．シミュレーション結果と既往の実験結果との比較検討から，構築したシミュレーションモデルが妥当であることを確認し，これに基づいてMPDスラスタのスケーリング効果について議論を行った．上述のスケール効果を踏まえ，より高性能な大電力MPDスラスタの定常作動を，実験室環境で模擬するためのスケールダウン機の設計製作に着手した．最終的には，実験室規模の真空設備で，熱平衡状態に達したスラスタの作動試験を行い，スケール効果を併せて考慮することで，実使用に供されるフルスケールスラスタの設計則の検証を目指す予定であったが，年度途中での身分変更（特別研究員辞退）により当初計画は全うできなかったものの，数値モデルを検証するための実験装置の製作が完了した．

Special Fellow's 2nd year (final year) and MPD (magnetoplasma dynamic) research team selection, lead IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) Transaction of Plasma Science 1-part paper submission, research results are still pending. In particular, the electrostatic field of the electromagnetic fluid and the thermal field of the electrode are connected to each other, and the interaction between the electrodes is discussed in detail. Comparison of the results of MPD and the results of previous experiments confirms that the results of MPD are appropriate and that the results of MPD are appropriate. The above mentioned results were achieved by steady operation of high-performance MPD, simulation of room environment and design of the machine. The final design is a chamber-scale vacuum equipment, thermal equilibrium state, and actuation test. The results are considered. The design criteria for the use of vacuum equipment are set out in the preliminary plan. The status of the equipment is changed in the middle of the year. The manufacture of digital devices has been completed.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

MPDスラスタの放電電流経路に関する数値的検討

MPD推进器放电电流路径数值研究

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Kawasaki;K. Kubota;I. Funaki;Y. Okuno;川﨑央，窪田健一，船木一幸，奥野喜裕;佃麻里子，川﨑央，窪田健一，船木一幸，奥野喜裕;田内思担，中根昌克，川﨑央，窪田健一，船木一幸;佃麻里子，川崎央，奥野喜裕;川崎央，窪田健一，船木一幸，奥野喜裕;川崎央，藤本悠太，窪田健一，船木一幸，奥野喜裕
通讯作者：
川崎央，藤本悠太，窪田健一，船木一幸，奥野喜裕

MPDスラスタの電磁流体・熱連成シミュレーション

MPD推进器的磁流体动力/热耦合模拟