Two-dimensional effects on electrostatic instabilities in Hall thrusters. I. Insights from particle-in-cell simulations and two-point power spectral density reconstruction techniques
Notice bibliographique
Résumé
Using 2D particle-in-cell (PIC) simulations coupled to a fluid description of the gas dynamics, we study the electrostatic instabilities developing in the axial–azimuthal plane of a Hall thruster, during several periods of a low-frequency oscillation (the so-called breathing mode at 10 kHz). As done in experiments, the 2D PIC-MCC (Monte Carlo collision) code is coupled to an electrical circuit in order to partially damp the (otherwise large) discharge current fluctuations at the breathing mode frequency. The different electrostatic higher frequency modes that develop in the plasma are analyzed using a two-point power spectral density reconstruction method, which allows us to generate the dispersion diagrams (in the frequency-wavenumber space) along the axial and azimuthal directions and at different times during the low-frequency breathing mode oscillations. This technique allows us to distinguish between different well-identified instabilities: the electron cyclotron drift instability and its evolution toward an ion acoustic wave and the ion transit time instability. These instabilities are usually considered unidirectional (either axial or azimuthal); however, it is shown here that they exist in both directions. This two-dimensional character is instrumental in understanding where these instabilities grow and how they propagate in the thruster channel and plume. A theoretical discussion of this aspect is proposed in Paper II. The effects of (i) the azimuthal length of the simulation box and (ii) the electron temperature injection at the cathode are also discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».