磁等离子体发动机中离子回旋共振加热多组分流体模拟

离子回旋共振加热（Ion Cyclotron Resonance Heating,ICRH）单元的加热效果对磁等离子体发动机（Magnetoplasma Rocket Engine,MPRE）的推力性能有至关重要影响。为研究ICRH的加热效果，本文建立了用于模拟MPRE中ICRH单元的二维轴对称多组分流体模型，并采用该模型对MPRE中螺旋波等离子体源的工作模式与不同输入条件的ICRH单元进行了模拟。计算结果表明：螺旋波等离子体源在放电过程中要经历从Trivelpiece-Gould (TG)波模式向螺旋波模式的转变过程，模式转变时电子温度出现峰值，等离子体密度迅速上升；开启ICRH输入后，电子参数基本不变，离子温度有明显提升，表明ICRH单元对离子有显著加热效果；此外，离子温度随ICRH输入增大而升高，ICRH输入电流150A时，离子温度可达50eV以上。