J 2017

2D particle-in-cell simulations of the electron drift instability and associated anomalous electron transport in Hall-effect thrusters

CROES, Vivien, Trevor LAFLEUR, Zdeněk BONAVENTURA, Anne BOURDON, Pascal CHABERT et. al.

Základní údaje

Originální název

2D particle-in-cell simulations of the electron drift instability and associated anomalous electron transport in Hall-effect thrusters

Autoři

CROES, Vivien (250 Francie), Trevor LAFLEUR (710 Jižní Afrika), Zdeněk BONAVENTURA (203 Česká republika, garant, domácí), Anne BOURDON (250 Francie) a Pascal CHABERT (250 Francie)

Vydání

PLASMA SOURCES SCIENCE AND TECHNOLOGY, BRISTOL, IOP PUBLISHING LTD, 2017, 0963-0252

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 3.939

Kód RIV

RIV/00216224:14310/17:00094681

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000395698300001

Klíčová slova anglicky

Hall effect thruster (HET); 2D particle-in-cell (PIC) simulation; anomalous electron transport; electron drift instability

Štítky

Změněno: 13. 4. 2018 10:35, Ing. Nicole Zrilić

Anotace

V originále

In this work we study the electron drift instability in Hall-effect thrusters (HETs) using a 2D electrostatic particle-in-cell (PIC) simulation. The simulation is configured with a Cartesian coordinate system modeling the radial-azimuthal ( r –q ) plane for large radius thrusters. A magnetic field, B 0 , is aligned along the Oy axis (r direction), a constant applied electric field, E0 , along the Oz axis (perpendicular to the simulation plane), and the E0 x B0 direction is along the Ox axis (theta direction). Although electron transport can be well described by electron–neutral collisions for low plasma densities, at high densities (similar to those in typical HETs), a strong instability is observed that enhances the electron cross-field mobility; even in the absence of electron–neutral collisions. The instability generates high frequency (of the order of MHz) and short wavelength (of the order of mm) fluctuations in both the azimuthal electric field and charged particle densities, and propagates in the E0 x B0 direction with a velocity close to the ion sound speed. The correlation between the electric field and density fluctuations (which leads to an enhanced electron–ion friction force) is investigated and shown to be directly responsible for the increased electron transport. Results are compared with a recent kinetic theory, showing good agreement with the instability properties and electron transport.

Návaznosti

GA15-04023S, projekt VaV
Název: Pokročilý výzkum kinetických procesů ve streamerových výbojích
Investor: Grantová agentura ČR, Pokročilý výzkum kinetických procesů ve streamerových výbojích
LO1411, projekt VaV
Název: Rozvoj centra pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy (Akronym: CEPLANT plus)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Rozvoj centra pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy