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Design Criteria Assessment of a Magnetic Nozzle

Chan, Yung-An und Herdrich, Georg (2023) Design Criteria Assessment of a Magnetic Nozzle. Physica Scripta, 99 (015608), Seiten 1-10. Institute of Physics Publishing. doi: 10.1088/1402-4896/ad15d4. ISSN 0031-8949.

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Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1402-4896/ad15d4/pdf

Kurzfassung

A model to assess the design criteria for a convergent-divergent magnetic nozzle is provided. This model is based on an ideal single-fluid magnetohydrodynamic flow assumption to evaluate the acceleration and detachment in the magnetic nozzle. A thermodynamic correlation of plasma internal energy during the propagation in magnetic nozzle is presented. The result reveals the limitation of a magnetic nozzle on the conversion of internal energy to kinetic energy, where an upper limit of around 19% is derived, assuming plasma undergoes ideal conditions. In addition, criteria derived from the model also point out that a threshold on magnetic flux density exists to prevent the occurrence of flow discontinuity during propagation along the magnetic nozzle. The result hints the essential role of electric field on the acceleration processes of a magnetic nozzle, which can potentially be the key to overcome the limitation of performance of magnetic nozzle.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198178/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Design Criteria Assessment of a Magnetic Nozzle
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Chan, Yung-Anyung-an.chan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5494-0514150914690
Herdrich, Georgherdrich (at) irs.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Dezember 2023
Erschienen in:Physica Scripta
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:99
DOI:10.1088/1402-4896/ad15d4
Seitenbereich:Seiten 1-10
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Goring, Georgiaphysscr (at) ioppublishing.orgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Institute of Physics Publishing
ISSN:0031-8949
Status:veröffentlicht
Stichwörter:magnetic nozzle, MHD, neutralizer-free, electric propulsion
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt Decentralized Energy supplied Electrical Propulsion
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Hinterlegt von: Chan, Dr.-Ing. Yung-An
Hinterlegt am:17 Jan 2024 11:48
Letzte Änderung:17 Jan 2024 11:48

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