遲疑了一下,雖然有些不確定對方的意思是真的在詢問這個簡單的問題,還是在考驗什么其他的知識,但他還是按照問題的意思簡要的回答了一遍。
“對于非線性特性來說,它的來源主要有介質屬性的劇烈變化、磁流體動力學方程的內在非線性、邊界層的移動與變形、輻射與能量損失四大來源。”
聽到答案,徐川笑了笑,開口道:“還有嗎?”
聞言,牧偉曄皺著眉頭思索了一下,嘗試性的回道:“電流體不穩定性和磁流體動力學不穩定性也會在一定程度上加劇非線性特性的不穩定性。”
點了點頭,徐川笑著開口道:“你說的很對,這些的確都是造成非線性和不穩定的,脈沖電磁推進器中非線性的、不穩定的磁流體動力性問題會隨著輸出功率的提升而增高的主要原因。”
“但關于這些原因,其實可以簡化成一句話。”
“它的根源,在于等離子體本身的性質以及它與電磁場的強烈耦合。”
說到這,徐川略微停頓了一下,目光看向面前的顯示屏幕,落在了那些交織變化,錯綜復雜的曲線數據上,緊接著看向牧偉曄,開口說道。
“無論是你所說的介質屬性的劇烈變化還是磁流體動力學方程的內在非線性難題,亦或者是邊界層的移動與變形.....”
“其本質都是等離子體在與電磁場的強烈耦合過程中產生的復雜物理現象而已。”
“它根植于等離子體物理的本質,表現為一系列復雜的相互作用和不穩定性模式,最終導致效率、壽命和可靠性的下降。”
“比如介質屬性的劇烈變化,在脈沖開始時,工質可能是固態或中性氣體,電阻近乎無窮大。”
“在擊穿后,瞬間變為高溫等離子體,電阻急劇下降,成為良導體。”
“這種從絕緣體到導體的相變過程本身就是高度非線性的,其電導率、溫度、密度相互耦合,變化多個數量級。”
“那么在工質從不良導體轉向良導體的過程中,會形成等離子體鞘層,進一步擾動脈沖電磁推進器中的磁場、磁流體、等離子體等等。”
“而磁流體動力學不穩定性則會存在電流片(如磁重聯區域)的情況下發生,會導致電流片斷裂成多個磁島,破壞加速場的整體性,使能量從定向動能轉化為無序的熱能。”
“這會使得電流柱和磁場像一條繩子一樣發生彎曲,彎曲處的磁場一側變強一側變弱,導致彎曲加劇,最終可能使等離子體柱接觸到電極或壁面,造成短路和侵蝕等等。”
觀測室中,聽完徐川的解釋后,牧偉曄的眉頭皺得更深了,他思索了一會,開口說道。
“這是脈沖式電磁推進器的核心難題。”
“通常來說,這一問題的解決途徑是結合高級數值模擬、精妙的實驗診斷和創新的主動\/被動控制技術來共同抑制磁場中的非線性、不穩定磁流體動力學問題。”
“比如高精度數值模擬、主動控制策略、利用具有特定電阻率的多孔電極,使磁場能更好地擴散到等離子體中等等手段我都嘗試過了。”
“而且使用的是更容易均勻電離的工質氙氣,如果氙氣這種最容易擴散的工質都不行的話,我真的想不到還有什么其他的工質可以。”
站在屏幕前,徐川輕輕的笑了笑,開口道:“并不是說氙氣不行,而是或許你可以考慮換個方向。”
“換個方向?”牧偉曄看了過來,臉上帶著好奇的神色。
老實說,能夠解決這個問題的方向他都嘗試過了。
甚至為了能夠更高精度的模擬數值計算,控制脈沖電磁推進器中的磁場、磁流體、等離子體,他還申請了量子超算中心來進行實時控制。
但結果并不是多么的理想。
徐川輕松了笑了笑,開口道:“其實方法很簡單,你被禁錮在尋找如何控制脈沖電磁推進器中的磁場、磁流體、等離子體這些東西上太久了。”
“既然控制它們是一件做不到的事情,那么為什么不可以在工質進入環狀脈沖電容器組前,就讓它從氣態變成等離子態呢?”
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