文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200283
中文引用格式: 楊鑫,,李林茜,,魏兵. 電推進(jìn)羽流電磁效應(yīng)仿真軟件研究與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2020,,46(8):5-8.
英文引用格式: Yang Xin,,Li Linqian,Wei Bing. An electromagnetic effect simulation software for electric propulsion plume[J]. Application of Electronic Technique,,2020,,46(8):5-8.
0 引言
隨著航天理論與技術(shù)的發(fā)展,,特別是在提高航天器有效載荷與深空探測(cè)的強(qiáng)烈需求推動(dòng)下,傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)器的局限性愈發(fā)顯著,,已成阻礙航天技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸問(wèn)題,。為克服這一問(wèn)題,于上世紀(jì)提出的電推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)逐漸成為研究的重點(diǎn),,并且國(guó)外已將該技術(shù)成功應(yīng)用于衛(wèi)星平臺(tái)[1-2],,但國(guó)內(nèi)尚處探索階段[3-4]。因電推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生的羽流是由大量帶電運(yùn)動(dòng)粒子組成的,,這種粒子系統(tǒng)具有等離子體特性,,因而也稱之為等離子體羽流。顯然,,羽流的存在會(huì)產(chǎn)生電磁輻射而影響衛(wèi)星電磁環(huán)境,,必然對(duì)衛(wèi)星通信、導(dǎo)航以及相關(guān)電子元器件產(chǎn)生影響,,甚至縮短衛(wèi)星壽命[5-6],。要減弱并盡可能消除這些負(fù)面影響,需進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究,。若在實(shí)際環(huán)境中以物理實(shí)驗(yàn)方式分析相關(guān)問(wèn)題,,必然產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)代價(jià);而且在太空中展開(kāi)實(shí)驗(yàn),,本身就有極高操作難度和風(fēng)險(xiǎn),。雖然可采用地面物理試驗(yàn)以彌補(bǔ)空間試驗(yàn)的不足,但僅單一地依靠物理試驗(yàn)同樣會(huì)產(chǎn)生高額經(jīng)濟(jì)代價(jià),,同時(shí)也難以模擬太空的真實(shí)環(huán)境[7],。有鑒于此,,實(shí)有必要輔以其他手段研究電推進(jìn)羽流對(duì)衛(wèi)星電磁環(huán)境的影響。就有關(guān)研究看,,通過(guò)研制新的軟件平臺(tái),,能夠?qū)ν苿?dòng)該問(wèn)題研究提供一條新的途徑。
圍繞電推進(jìn)羽流對(duì)衛(wèi)星電磁環(huán)境影響問(wèn)題,,本文設(shè)計(jì)了一款電磁效應(yīng)仿真軟件,。算法上,該軟件采用時(shí)域有限差分方法(FDTD),、物理光學(xué)法(TDPO)以及非均勻媒質(zhì)射線跟蹤方法(RT)相結(jié)合的計(jì)算架構(gòu),,使其具備寬頻域的計(jì)算特點(diǎn)。然后,,通過(guò)C#平臺(tái)封裝程序,,得到友好操作界面,同時(shí)也易于軟件后續(xù)維護(hù),、更新和升級(jí),。就現(xiàn)有文獻(xiàn)來(lái)看,我國(guó)相關(guān)成果還較少,,因而本款軟件對(duì)推動(dòng)該領(lǐng)域計(jì)算軟件的國(guó)產(chǎn)化起到一定促進(jìn)作用,。
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作者信息:
楊 鑫1,2,,李林茜3,,魏 兵3
(1.貴州大學(xué) 大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院,貴州 貴陽(yáng)550025,;
2.半導(dǎo)體功率器件可靠性教育部工程研究中心,,貴州 貴陽(yáng)550025;
3.西安電子科技大學(xué) 物理與光電工程學(xué)院,,陜西 西安710071)