等離子鞘套中自由電子會(huì)吸收、反射和散射電磁波,引發(fā)一系列電磁效應(yīng),產(chǎn)生通信黑障,從而制約臨近空間高速飛行器的發(fā)展。為了解決等離子鞘套引發(fā)的電磁科學(xué)問(wèn)題,需要產(chǎn)生與其類(lèi)似的空間分布非均勻等離子體。為了模擬飛行條件下等離子體密度空間的非均勻性分布,實(shí)現(xiàn)密度變化在10cm范圍內(nèi)可達(dá)2³個(gè)量級(jí)的實(shí)驗(yàn)要求,本文提出利用電磁調(diào)控手段解決非均勻分布調(diào)控問(wèn)題,這對(duì)改變等離子體空間分布非均勻度以及磁場(chǎng)對(duì)等離子體的作用研究具有重要意義。本文通過(guò)施加磁場(chǎng),影響等離子體中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向及等離子體的擴(kuò)散方式,進(jìn)而改變等離子體射流特定區(qū)域的電子密度分布。以等離子體的磁流體理論為基礎(chǔ),建立了耦合磁場(chǎng)、層流、溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)的等離子體流動(dòng)模型,并考慮帶電粒子之間的復(fù)合反應(yīng),研究得出了等離子體中帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,得到不同磁場(chǎng)位形對(duì)高速目標(biāo)等離子體電子密度分布的影響。本文的研究工作和貢獻(xiàn)如下:1、建立了恒定磁場(chǎng)與等離子體相互作用的數(shù)學(xué)模型。結(jié)合等離子體的磁流體理論,對(duì)等離子體方程組和擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行了修正,確立了完備的磁流體動(dòng)力學(xué)方程組。利用方程實(shí)現(xiàn)了對(duì)多物理場(chǎng)的耦合,并通過(guò)一定的合理假設(shè),... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

7網(wǎng)格剖分結(jié)果圖

對(duì)比流域內(nèi)的顏色分布，圖(a)中軸線處密度比圖(b)小。在 r 取 0~空室內(nèi)，圖(a)電子密度變化梯度要遠(yuǎn)小于圖(b)，這是因?yàn)榇艌?chǎng)會(huì)使得性，通過(guò)擴(kuò)散系數(shù)影響分布，所以磁場(chǎng)會(huì)使帶電粒子向流動(dòng)中心處匯聚的圖(a)相比，圖(b)由于磁場(chǎng)作用，等離子體分布更向軸線處靠攏，空間恒定磁場(chǎng)后，磁力線對(duì)等離子體運(yùn)動(dòng)會(huì)有影響，磁場(chǎng)力會(huì)改變速度方向子會(huì)沿著磁力線螺旋前進(jìn)。下面改變磁場(chǎng)大小及分布，研究不同磁場(chǎng)位電子密度的調(diào)控情況。線圈分布不同時(shí)磁場(chǎng)對(duì)電子密度的調(diào)控場(chǎng)可以通過(guò)設(shè)置電流大小以及線圈位置和個(gè)數(shù)來(lái)改變。首先，給定線圈改變線圈位置、個(gè)數(shù)，研究磁場(chǎng)變化對(duì)等離子體電子密度分布的改變。圈電流 200A，匝數(shù) 100 時(shí)，改變線圈位置及個(gè)數(shù)，磁場(chǎng)大小及磁力線

3,4 (d) 線圈 2（續(xù)）不同線圈位置時(shí)磁場(chǎng)大小分布圖圖 4.7(a)中有兩個(gè)線圈，中心位置分別為：z=30mm,45mm。圖(b)為四個(gè)線圈，中心位置分別為：z=15mm,30mm,45mm,60mm。圖(c)設(shè)置三個(gè)線圈，位置分別是 z=15mm,45mm,60mm。圖(d)線圈中心位置為：z=30mm，只設(shè)一個(gè)線圈。四幅圖的磁力線及磁場(chǎng)大小均有變化。在不同磁場(chǎng)作用下，穩(wěn)態(tài)后，電子密度分布對(duì)比如下：

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]超高速碰撞產(chǎn)生等離子體的電磁特性研究[D]. 王洪亮.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2017
[2]大功率電波在等離子體中的非線性效應(yīng)研究[D]. 王絨.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]等離子鞘套下GPS捕獲跟蹤技術(shù)的研究[D]. 李皎.西安電子科技大學(xué) 2013



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