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作者：陈满珍;赵杰;张正浩;唐德礼;
单位：核工业西南物理研究院;
摘要：文章采用三维粒子云网格-蒙特卡洛碰撞（PIC/MCC）算法，从轴向和径向空间维度，分析稳态时坡印亭矢量分布对阳极层霍尔推力器能量转换过程的影响机制。坡印亭矢量场强在轴向空间具有梯度分布特征，呈现显著的空间非均匀性。通过径向空间的相关性分析发现，电子能量的累积过程不仅受电磁场直接加速的影响，还涉及多种非线性能量传输机制。坡印亭矢量场强通过调控电子漂移速度影响离子密度分布，最终形成空间上连续但存在特征延迟的能量级联现象。等离子体能量与坡印亭矢量强度之间存在非线性关系，由此将能量传输过程划分为能量积累、输运稳定以及能量饱和三个阶段。能量转换效率随坡印亭矢量场强增高表现出先升后降的变化趋势，在坡印亭矢量中等强度区间，能量转换效率达到最高，实现了最优能量传输状态。故而未来优化推力器性能时应重点关注坡印亭矢量中等强度区域的能量利用情况，同时抑制高场区的能量损失，为推力器内电磁场位形的优化设计提供合理配置建议。
关键词：阳极层霍尔推力器;;坡印亭矢量;;能量转换;;粒子模拟
基金资助：西物创新行动计划项目（202301XWCX003)
