Basis of the quasi-steady plasma accelerator theory in the presence of a longitudinal magnetic field

Abstract

The analytic and numerical approaches to the investigation of the two-dimensional steady-state plasma flows are analyzed and compared with reference to a plasma accelerator channel in the presence of a longitudinal magnetic field. The present study continues a cycle of research into the plasma flows in the coaxial channels with the traditional azimuthal magnetic field. The additional longitudinal field opens new possibilities for controlling the dynamic processes and achieving the transonic flows. The research is based on the magnetohydrodynamic equations.

MHD model of the interaction of the plasma flow from the QSPA with the magnetic field of the ring conductors with a current

“…Численные модели магнитной газодинамики для изучения процессов в КСПУ основаны на различных модификациях МГД уравнений и разработаны, в частности, для классической системы (см., например, [1-5, 14, 16, 18]) и двухжидкостной модели с учетом эффекта Холла [13][14][15]17]. Двухжидкостная модель с учетом инерции электронов в рамках уравнений С.И.…”

“…Расчет проведен без учета теплопроводности для следующих параметров задачи: ). Расчет проведен без учета теплопроводности Геометрия канала отвечает аналитическим исследованиям двумерных течений плазмы [13,14]. В аналитической модели в приближении холодной плазмы плотность на входе в канал меняется по закону   В соплообразном канале формируется трансзвуковое течение, и в наиболее узкой части канала происходит переход скорости потока через скорость быстрой магнитозвуковой волны.…”

Model of the nonequilibrium ionization process taking into account the level kinetics and radiation transport in the channel of plasma accelerator

“…Теоретическим и численным исследованиям динамики потоков ионизующегося газа и плазмы в плазменных ускорителях посвящено большое количество публикаций (см., например, [1, [12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29]). Предметом изучения для данных систем являются трансзвуковые потоки плазмы, в том числе при наличии дополнительного продольного магнитного поля [16][17][18], приэлектродные процессы, обусловленные эффектом Холла и предшествующие явлению кризиса тока [19,20], компрессионные потоки [21,22], перенос излучения [23][24][25], динамика примесей [26], а также процесс ионизации [27][28][29].…”

“…Предметом изучения для данных систем являются трансзвуковые потоки плазмы, в том числе при наличии дополнительного продольного магнитного поля [16][17][18], приэлектродные процессы, обусловленные эффектом Холла и предшествующие явлению кризиса тока [19,20], компрессионные потоки [21,22], перенос излучения [23][24][25], динамика примесей [26], а также процесс ионизации [27][28][29].…”

Investigation of the ionization process for nitrogen and formation of the multiply charged ions in the channel of plasma accelerator

“…Предметом изучения в данных системах являются трансзвуковые потоки плазмы, в том числе при наличии дополнительного продольного магнитного поля [16][17][18][19], приэлектродные процессы, обусловленные эффектом Холла и предшествующие явлению кризиса тока [20], компрессионные течения [21,22], перенос излучения [23][24][25] и динамика примесей [26], а также модели процесса ионизации [2,[27][28][29] различного уровня сложности. Эти исследования связаны с целым рядом других актуальных научных направлений в вычислительной плазмодинамике и физике плазмы, также представленных большим количеством публикаций (см., например, ).…”