Численное моделирование струи разреженной плазмы, исходящей из электрореактивного двигателя

Проведено исследование движения плазменной струи из стационарного плазменного двигателя. Рассмотрены различные методы моделирования, проведен анализ чисел Кнудсена, обоснован выбор кинетического подхода. Осуществлена математическая постановка задачи о струе в нестационарном трехмерном случае. Приводятся оригинальные граничные и начальные условия для системы модельных кинетических уравнений. Разработан и модернизирован метод расщепления по физическим процессам, с применением которого решены кинетические уравнения для резонансной перезарядки. Разработанная модель и расчеты верифицированы с применением уникального комплекса прикладных программ, разработанного для решения данной задачи и применимого для решения широкого круга задач в смежных областях. Получены трехмерные картины распределения уровней плотности ионов плазменной струи, а также векторные поля обратных ионных токов перезарядки. Поставлена и решена задача об управлении тягой двигателя СПД путем воздействия на плазменную струю постоянным внешним магнитным полем. Дополнительно построена модель для учета зависимостей частот столкновения частиц от их скоростей, произведено сравнение с первоначально разработанной моделью.