Dissertação

Modelling of plasma thruster plumes for spacecraft plume-impingement analysis EVALUATED

As partículas ejectadas por um propulsor eléctrico a bordo de um veículo espacial formam um plasma em torno do veículo espacial que pode interagir com as suas superfícies e componentes. As interacções podem danificar estes componentes e superfícies e por isso têm uma grande importância nas fases de planeamento e desenho do veículo espacial, onde a sua modelização deve ser realizada o mais rigorosamente possível. Um dos principais pontos que deve ser considerado nessa modelização é a expansão do plasma a partir do propulsor. O trabalho realizado nesta tese consistiu na implementação de modelos de plasmas de propulsores eléctricos no programa SPIS, um programa livre que permite fazer simulações 3D de interacções de plasma com um veículo espacial. Dois tipos de propulsores foram modelizados: propulsor efeito de Hall e o propulsor iónico. Os resultados foram analisados de modo a avaliar os modelos implementados e foram ainda realizadas outras evoluções ao programa de modo a melhorar as partes de processamento e pós-processamento das simulações. Para testar o modelo do propulsor de efeito de Hall foi utilizado um propulsor do tipo SPT100. Os resultados para estas simulações foram bastante próximos dos resultados experimentais em termos de densidade de corrente e perfil de energia do plasma. O modelo do propulsor iónico foi testado com o propulsor T5 e para este caso os resultados obtidos encontram-se ainda longe dos medidos experimentalmente. Neste sentido várias sugestões foram feitas com vista a melhorar as simulações e os seus resultados, que serão usadas em trabalho futuro.
Interacção de plasma com veículos espaciais, propulsão eléctrica especial, software SPIS, modelização de propulsores eléctricos

Outubro 20, 2010, 12:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Nickolay Ivchenko

Empresa AIP (Toulouse)

CO-ORIENTADOR

Jorge Manuel Amaro Henriques Loureiro

Departamento de Física (DF)

Professor Associado