logo SBA

ETD

Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-11112003-154353


Tipo di tesi
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Autore
Nania, Francesco
Indirizzo email
francesconania@libero.it
URN
etd-11112003-154353
Titolo
Simulazione del getto di plasma in un propulsore MPD con campo magnetico applicato
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Prof. Paganucci, Fabrizio
Parole chiave
  • Nessuna parola chiave trovata
Data inizio appello
02/12/2003
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
02/12/2043
Riassunto
In questo lavoro di tesi è stato sviluppato un codice numerico bidimensionale assialsimmetrico per la simulazione del plasma in un propulsore MPD con campo magnetico applicato. Lo schema generale che è stato adottato consiste nel modellare la dinamica delle specie presenti nel plasma tramite due approcci differenti. La dinamica degli ioni è stata descritta con uno schema di tipo particellare mentre per descrivere la dinamica degli elettroni si è fatto uso di uno schema di tipo fluidodinamico. L’intero codice risulta consistente dato che ad ogni passo temporale viene calcolato il campo elettrico derivante dalla nuova distribuzione di carica spaziale ed è predisposto ad integrare routines per il calcolo dei campi magnetici autoindotti. Il campo elettrico è ottenuto dalla soluzione dell’equazione di Poisson tramite uno schema SOR con accelerazione di Chebyschev mentre le particelle pesanti sono fatte avanzare tramite l’applicazione del metodo Leap-Frog all’equazione differenziale ordinaria di Newton-Lorentz. Il fluido elettronico è descritto dalle equazioni di bilancio di massa, quantità di moto ed energia applicate agli elettroni includendo gli effetti collisionali con le particelle pesanti e i fenomeni di resistività anomala. La soluzione del sistema non stazionario delle equazioni di bilancio è ottenuta mediante soluzione in successione del problema convettivo e di quello sorgente. Il problema convettivo è risolto tramite l’applicazione di uno schema Flux Vector Splitting (FVS) che consente di cogliere fenomeni di discontinuità come la formazione di onde d’urto o rarefazioni, mentre il problema dei termini sorgenti è risolto tramite l’uso del metodo di Gear adatto ai casi in cui il sistema è di tipo stiff. Al codice completo si è arrivati dopo aver sviluppato separatamente due codici: quello relativo alla dinamica degli ioni (PIC) e quello relativo alla dinamica del fluido elettronico (FES). I due codici sono stati testati al fine di verificarne il corretto funzionamento per assegnate condizioni iniziali e al contorno; successivamente sono state fatti i primi test su di una prima versione completa del codice (PIC-FES).
File