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: Belirtilmemiş.
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
- Devrelerin büyük işaret cevaplarının bilgisayar yardımıyla bulunması
Başlık çevirisi yok
NÜKHET GÜNEYİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Barajların hacim-verim ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KILIÇARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEFARUK HAKTANIR