【摘 要】
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超高飞行器在稀薄大气中高速飞行时,在飞行器四周产生了一层强电离的等离子鞘套,其对飞行器的导航定位,数据通信都产生了影响,严重时甚至会造成信号的中断,也就是“黑障”现象,研究电磁波在等离子鞘套中的传播特性对正确了解以及缓解“黑障”问题具有重要的意义。本文首先利用静态的电磁场对等离子体流场中粒子的影响机理,建立了流体方程与泊松方程耦合的数值模型,通过时域谱元法研究了不同外加电压以及不同的外加磁场下,等
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超高飞行器在稀薄大气中高速飞行时,在飞行器四周产生了一层强电离的等离子鞘套,其对飞行器的导航定位,数据通信都产生了影响,严重时甚至会造成信号的中断,也就是“黑障”现象,研究电磁波在等离子鞘套中的传播特性对正确了解以及缓解“黑障”问题具有重要的意义。本文首先利用静态的电磁场对等离子体流场中粒子的影响机理,建立了流体方程与泊松方程耦合的数值模型,通过时域谱元法研究了不同外加电压以及不同的外加磁场下,等离子体流场中电子密度分布情况,并且利用隐式迭代实现了外加大磁场对电子密度削弱的仿真。此外,针对瞬态高功率电磁波照射情况下,传统的Drude模型无法考虑高功率所产生的非线性效应,本文介绍了流体方程与麦克斯韦方程耦合的数值模型。并通过算例的仿真,验证了耦合模型的必要性。综上,本文分别针对静态和瞬态的情况下,建立了电磁场与等离子体流场的多物理场耦合三维仿真模型,在一定程度上完善电磁波与等离子鞘套相互作用的理论模型。
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