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Título: Simulação numérica com particle-in-cell de um propulsor do tipo Hall
Autor(es): Costa, Hudson Marques
Orientador(es): Llanos Quintero, Carlos Humberto
Coorientador(es): Ferreira, José Leonardo
Assunto: Motores
Propulsão a plasma
Propulsão espacial
Data de apresentação: 26-Jul-2023
Data de publicação: 22-Mai-2024
Referência: COSTA, Hudson Marques. Simulação numérica com particle-in-cell de um propulsor do tipo Hall. 2023. 122 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.
Resumo: Este projeto de graduação visa obter uma simulação numérica tridimensional da dinâmica das partículas em um propulsor do tipo Hall, utilizando o método do Particle-in-Cell (PIC), que é um método vastamente utilizado desde os anos 50 para sistemas de partículas Lagrangianas, no qual busca solucionar o problema de limitação dos computadores em computar bilhões de partículas, e desse modo, obter os parâmetros de perfomance do propulsor, comportamento do potencial elétrico e dos campos elétricos e magnéticos, bem como diagnósticos acerca das partículas, corrente Hall e velocidade dos elétrons. O trabalho é motivado pela vasta aplicabilidade do propulsor do tipo Hall na área espacial, bem como a aplicação para correção de órbitas em sátelites, além do mais, a propulsão do tipo Hall nos proporciona a possibilidade de solucionar problemas relacionados a carga útil em aplicações espaciais, visto que o espaço que pode ser utilizado para levar equipamentos e tripulantes é bastante limitado, e o propulsor do tipo Hall tem uma montagem bastante simples e exige menos propelente para o seu funcionamento
Abstract: This undergraduate project aims to obtain a three-dimensional numerical simulation of the dynamics of particles in a Hall thruster, using the Particle-in-Cell (PIC) method, which is a widely used method since the 50’s for Lagrangian particle systems, in which it seeks to solve the problem of computers’ limitation in computing billions of particles, and thus obtain the performance parameters of the propellant, behavior of the electric potential and of the electric and magnetic fields, as well as diagnoses about the particles, Hall current and velocity of electrons. The work is motivated by the wide applicability of the Hall-type thruster in the space area, as well as the application for correction of orbits in satellites, in addition, the Hall-type propulsion gives us the possibility of solving problems related to the payload in space applications. , since the space that can be used to carry equipment and crew is very limited, and the Hall-type thruster has a very simple assembly and requires less propellant for its operation.
Informações adicionais: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2023.
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