Numerical analysis of radio frequency inductively coupled ion thruster and computation of its performance parameters
Radyo frekansı indüktive eşlenikli iyon iticisinin sayısalanalizi ve iticinin performans parametrelerinin bilgisayar ortamında hesabı
- Tez No: 603506
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN NAFİZ ALEMDAROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Bu tezin ana hedefi 2 elektrotlu RF-ICP plazma iticisinin bilgisayar ortamında simülasyonunu ve bu doğrultuda geometrik ve parametrik analizleri yapmaktır. Ek olarak, bu iticinin aletsel performans hesabı ve geometrisi sabit tutulmuş elektrotların iyon yörüngelerine olan etkisi incelenmiştir. İticiye ait plazma ortamına ve iyon optiğine ait simülasyonlar COMSOL Multi-fizik yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilmiş ilk adım bu yazılımın ürettiği simülasyon sonuçlarının güvenirliğinin test edilmesidir. Bu yolla, deneysel analizleri yapılmış bir sistem ve bu sisteme ait geometri literatürden seçilmiştir, sonra da radyal ve eksenel parametrik sonuçlar COMSOL da yapılan simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu güvenirlik testinden sonra, sarım sayısı, anot elektriksel gerilimi, plazma odası geometrisi, sarımlara bağlanan RF gücün frekansı, ve son olarak ta sarımların plazma odası üzerindeki yerleri de- ğiştirilerek simülasyonlar yapılmış ve sonuçlar tartışılmıştır. Sonraki adım RF ICP iticisinin performans parametreleri olan itki ve özgül itki hesabı olmuştur. Bu amaçla plazma kabuk kenarı üzerinde Bohm iyon hızı ve iyon sayı yoğunluğu, ardından da elektrik akım yoğunluğu hesaplanmıştır (AR = 2, CT = 3). Son olarak RF ICP iyon iticisine ait iyon optik sistemi için simülasyonlar, perveance ve iyon yörüngeleri için hesaplar yapılmıştır. İyon akımı 9.49 mA iken en iyileştirilmiş perveance değeri 1.09486x10^-6 A/V^(3/2) olarak bulunmuştur. Aynı zamanda, iyonlar 2'li ızgara sisteminde, ekran ızgarası üzerinde farklı yüzeylerden Bohm hızında harekete bırakılmış ve bunun iyon yörüngelerine olan etkisi incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
The main goal of this thesis is geometric and parametric analysis of a simulated cylindrical two-gridded Radio Frequency Inductively Coupled (RF-ICP) ion thruster. In addition, instrumental performance of this thruster and the effects of a fixed shape of the electrodes on ion trajectories are investigated. The simulations of the plasma and the ion optics are performed by using COMSOL Multiphysics software. The first step is checking the reliability of the software. Radial and axial simulation parametric results of chosen experimental geometry are compared with the results of the experiment. After this validation, the coil turn, the anode electrical potential, the plasma chamber geometry, the coil RF electrical frequency, and finally, the coil location upon plasma chamber are changed, and the results are discussed. The next step is focusing on the performance parameters that are thrust and specific impulse. For this purpose, Bohm ion velocity and the ion density at the sheath edge are determined to calculate the current density for the geometry (AR = 2, CT = 3). At last, ion optic system of the RF-ICP thruster is analyzed. Perveance and ion trajectories of the thruster are studied. The optimum perveance is found as 1.09486x10^-6 A/V^(3/2) for 9.49 mA Child current. Also, the effects of specified boundary which ions are released are investigated to the trajectories of the ions.
Benzer Tezler
- Vakumlu küresel seramiklerin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Experimental and theoretical investigation of hollow spherical ceramics
ÜMİT KESKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ÖMER ERCAN ATAER
- Görünür bölgede geçirgen, RF kalkanlama yapabilen çok katmanlı ince film kaplamalarının tasarlanması ve sayısal hesaplamalı çözümlenmesi
Design and numerical computing analysis of multilayer thin film coatings with high transparent in visible spectrum and RF shielding ability
ONUR ALPAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ AKAOĞLU
- Numerical analysis of photonic nano structures in layered geometries
Başlık çevirisi yok
AYTAÇ ALPARSLAN
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH)DR. CHRISTIAN HAFNER
- 4.5G frekanslarında çok bantlı geniş geliş açısı aralığında etkili yeni bir frekans seçici yüzey tasarımı
A novel low-profile multiband frequency selective surface (FSS) for imt-advanced (4.5G) mobile communication system
ŞAKİR BALTA
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Dynamic responce of two circular inclusions excited by sh wave in full space
Tam uzayda sh dalgalarıyla uyarılan iki dairesel kapsayıcının dinamik tepkisi
MEHRAN MOVAHED NEJAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDUL HAYIR