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Simulation of the neutral gas flow within an electric thruster by the kinetic Fokker-Planck method and comparison with force balance measurements

Schmidt, Jens und Basov, Leo (2026) Simulation of the neutral gas flow within an electric thruster by the kinetic Fokker-Planck method and comparison with force balance measurements. In: 33rd International Symposium on Rarefied Gas Dynamics, RGD (55), Seiten 571-579. Springer. 33rd International Symposium on Rarefied Gas Dynamics (RGD33) 2024, 2024-07-15 - 2024-07-19, Göttingen, Deutschland. doi: 10.1007/978-3-032-00094-1_55. ISBN 978-3-032-00093-4. ISSN 1869-1730.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-032-00094-1

Kurzfassung

This study investigates the neutral gas flow in the DEEVA electric thruster, developed within DLR. The thruster uses electron-cyclotron-resonance (ECR) discharge and a magnetic nozzle to accelerate plasma, supporting noble and reactive gases as propellants. Simulations using the Fokker-Planck method in SPARTA were conducted for argon and xenon at different flow rates to understand asymmetries in the neutral gas plume. Results showed that the original injector design caused plume asymmetry due to pressure gradients, while a refined injector produced a symmetric plume. Experimental cold gas thrust measurements partially matched simulation results and analytical models, though deviations occurred for xenon at higher flow rates. Findings support injector optimization and provide initial conditions for plasma simulations, improving discharge modeling and thruster performance. Future work will focus on density measurements and studies with diatomic propellants.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202607/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Simulation of the neutral gas flow within an electric thruster by the kinetic Fokker-Planck method and comparison with force balance measurements
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schmidt, JensJens.Schmidt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2052-8588171570067
Basov, Leoleo.basov (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4133-7876NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Februar 2026
Erschienen in:33rd International Symposium on Rarefied Gas Dynamics, RGD
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1007/978-3-032-00094-1_55
Seitenbereich:Seiten 571-579
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Grabe, MartinMartin.Grabe (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0361-2734NICHT SPEZIFIZIERT
Oblapenko, Georgiigeorgii.oblapenko (at) rwth-aachen.dehttps://orcid.org/0000-0002-1434-7166NICHT SPEZIFIZIERT
Torrilhon, ManuelRWTH AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer
Name der Reihe:Springer Aerospace Technology
ISSN:1869-1730
ISBN:978-3-032-00093-4
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Rarefied Gases; Electric Propulsion; Verdünnte Gase; Elektrische Raumfahrtantriebe; Rarefied Gas Dynamics
Veranstaltungstitel:33rd International Symposium on Rarefied Gas Dynamics (RGD33) 2024
Veranstaltungsort:Göttingen, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:15 Juli 2024
Veranstaltungsende:19 Juli 2024
Veranstalter :DLR
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: Schmidt, Jens
Hinterlegt am:13 Nov 2024 09:36
Letzte Änderung:30 Mär 2026 14:46

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