ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 533.9

Технічна механіка, 2021, 3, 57 - 69

OЦІНКИ ДОСТОВІРНОСТІ ЗОНДОВИХ ВИМІРЮВАНЬ В НАДЗВУКОВОМУ ПОТОЦІ ЧОТИРЬОХКОМПОНЕНТНОЇ БЕЗЗІШТОВХУВАЛЬНОЇ ПЛАЗМИ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2021.03.057

Лазученков Д. М., Лазученков М. М.

Лазученков Д. М.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Лазученков М. М.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

      Метою роботи є оцінка достовірності відновлення концентрації і температури електронів, іонного складу плазми за вольтамперною характеристикою (ВАХ) ізольованої зондової системи з циліндричними електродами. Виконано аналіз побудованої раніше математичної моделі збирання струму зондовою системою при позитивних потенціалах зміщення і довільному відношенні площин електродів. Модель доповнена формулою, яка визначає з точністю до кількох відсотків значення потенціалу зсуву, при якому зонд знаходиться під потенціалом плазми, а вольтамперна характеристика поділяється на перехідну і електронну області. Аналітична залежність потенціалу зсуву від параметрів плазми і відношення площин електродів дозволила формалізувати процедури відновлення і оцінювання достовірності знайдених параметрів плазми з використанням областей їх найбільшого впливу на збираємий зондовий струм. Проведено параметричні дослідження впливу параметрів плазми на зондовий струм в близьких до іоносферних вимірювань умовах. Виконано обґрунтування можливості поділу шуканих параметрів плазми за областями їх найбільшого і найменшого впливу на зондовий струм в діапазоні розглянутих потенціалів зсуву. Сформульовано задачу ідентифікації параметрів плазми на основі порівняння в L2 теоретичної апроксимації зондового струму і результатів вимірювання ВАХ. Кожному параметру відповідає своя цільова функція, що відрізняється областю визначення і відношенням площин електродів при вимірюванні вольтамперної характеристики. На основі такої постановки оберненої задачі в L2 отримані оцінки достовірності відновлення параметрів плазми з двохсортними іонами в залежності від похибок моделі і зондових вимірювань. Отримані результати можуть бути використані в діагностиці іоносферної плазми.
     

двохсортні іони плазми, ізольована зондова система з циліндричними електродами, математична модель збирання струму, параметрична ідентифікація, достовірність відновлення параметрів плазми

1. Boyd R. L. F. Langmuir probes on spacecraft, in Plasma Diagnostics, Ed. By Lochte-Holtgreven. North-Holland Publ. Co., Amsterdam, 1968. P. 732–776.

2. Jiang, S-B., Yeh, T-L., Liu, J-Y., Chao, C-K., Chang, L.C., Chen, L-W., Chou, C-J., Chi, Y-J., Chen, Y-L., Chiang, C-K. New Algorithms to estimate electron temperature and electron density with contaminated DC Langmuir probe onboard CubeSat. Advances in Space Research. 2020. V. 66, № 1. P. 148–161. https://doi.org/10.1016/j.asr.2019.11.025

3. Lazuchenkov D. N., Lazuchenkov N. M. Mathematical modeling of probe measurements in a supersonic flow of a four-component collisionless plasma. Технічна механіка. 2020. № 4. С. 97–108. https://doi.org/10.15407/itm2020.04.097

4. Godard R., Laframboise J. Total current to cylindrical collectors in collision less plasma flow. Space Science. 1983. V. 31, № 3. Р. 275–283. https://doi.org/10.1016/0032-0633(83)90077-6

5. Лазученков Д. Н., Лазученков Н. М. Интерпретация зондовых измерений в потоке бесстолкновительной плазмы. Технічна механіка. 2018. № 1. С. 107–120. https://doi.org/10.15407/itm2018.01.107

6. Lazuchenkov D. N., Lazuchenkov N. M. Determination of parameters of a dissociated supersonic rarefied plasma flow by current-voltage characteristics of isolated system of cylindrical probes. Технічна механіка. 2020. № 2. С. 80–88. https://doi.org/10.15407/itm2020.02.080

7. Korn G. A., Korn T. M. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review. Mineola, New York: Dover Publications, 2000. 1131 p.

Copyright (©) 2021 Лазученков Д. М., Лазученков М. М.

Copyright © 2014-2021 Технічна механіка