Estudio sobre la Mejora de Métodos de Simulación Teórica y de Campo Eléctrico para la Predicción Precisa del Rendimiento de los Propulsores FEEP
Autores: Shin, Jeongsik; Lee, Kyun Ho; Kuk, Jungwon; Ko, Han Seo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio sobre la Mejora de Métodos de Simulación Teórica y de Campo Eléctrico para la Predicción Precisa del Rendimiento de los Propulsores FEEP
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Método teórico mejorado
Predicción de rendimiento
Propulsión eléctrica por emisión de campo
Propulsor FEEP
Simulación de campo eléctrico
Configuración de cono de Taylor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, investigamos y proponemos un método teórico mejorado para predecir con mayor precisión el rendimiento de un propulsor de propulsión eléctrica por emisión de campo (FEEP) con su configuración compleja. Identificamos fallos críticos en los métodos teóricos anteriores y derivamos ecuaciones corregidas. Además, definimos e implementamos el ángulo medio general del cono de Taylor para tener en cuenta las variaciones en el ángulo medio del cono de Taylor dependiendo del voltaje aplicado. A continuación, también establecemos un método mejorado de simulación del campo eléctrico en un dominio tridimensional para predecir con precisión una trayectoria de iones extraídos y una distribución espacial del haz resultante del propulsor FEEP, incorporando una configuración del cono de Taylor con el ángulo medio general estimado a partir de los resultados del método teórico presente. A través de la comparación con las mediciones experimentales, encontramos que los métodos mejorados actuales para simulaciones teóricas y de campo eléctrico pueden ofrecer predicciones más precisas que las de los métodos anteriores, especialmente para regímenes más altos, que corresponden a las condiciones de operación reales del propulsor FEEP. En consecuencia, anticipamos que los métodos propuestos pueden mejorar la fiabilidad y eficiencia del proceso de diseño al predecir con precisión el rendimiento al desarrollar el nuevo propulsor FEEP con su configuración compleja no simétrica para cumplir con requisitos específicos de empuje o distribución espacial del haz.
Descripción
En este estudio, investigamos y proponemos un método teórico mejorado para predecir con mayor precisión el rendimiento de un propulsor de propulsión eléctrica por emisión de campo (FEEP) con su configuración compleja. Identificamos fallos críticos en los métodos teóricos anteriores y derivamos ecuaciones corregidas. Además, definimos e implementamos el ángulo medio general del cono de Taylor para tener en cuenta las variaciones en el ángulo medio del cono de Taylor dependiendo del voltaje aplicado. A continuación, también establecemos un método mejorado de simulación del campo eléctrico en un dominio tridimensional para predecir con precisión una trayectoria de iones extraídos y una distribución espacial del haz resultante del propulsor FEEP, incorporando una configuración del cono de Taylor con el ángulo medio general estimado a partir de los resultados del método teórico presente. A través de la comparación con las mediciones experimentales, encontramos que los métodos mejorados actuales para simulaciones teóricas y de campo eléctrico pueden ofrecer predicciones más precisas que las de los métodos anteriores, especialmente para regímenes más altos, que corresponden a las condiciones de operación reales del propulsor FEEP. En consecuencia, anticipamos que los métodos propuestos pueden mejorar la fiabilidad y eficiencia del proceso de diseño al predecir con precisión el rendimiento al desarrollar el nuevo propulsor FEEP con su configuración compleja no simétrica para cumplir con requisitos específicos de empuje o distribución espacial del haz.