磁約束等離子體推進(jìn)器的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

磁約束等離子體推進(jìn)器的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開題報(bào)告一、選題背景磁約束等離子體推進(jìn)器是一種新型的航天推進(jìn)技術(shù)，它利用等離子體的高溫高速流動(dòng)產(chǎn)生推力，具有高效、可控、可靠等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來(lái)航天推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。其中關(guān)鍵技術(shù)之一為超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。超導(dǎo)磁體作為磁約束等離子體推進(jìn)器中的核心部分，其性能直接影響推進(jìn)器的推力和能量效率。因此，超導(dǎo)磁體的設(shè)計(jì)是磁約束等離子體推進(jìn)器研究的重要環(huán)節(jié)。二、研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目旨在研究磁約束等離子體推進(jìn)器超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括：（1）超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的選型和設(shè)計(jì)。根據(jù)磁約束等離子體推進(jìn)器的技術(shù)需求和性能要求，選擇適合的超導(dǎo)材料和磁體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。（2）超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的制備和測(cè)試。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，制備超導(dǎo)磁體樣品，進(jìn)行超導(dǎo)性能測(cè)試和磁場(chǎng)測(cè)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。（3）超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的應(yīng)用驗(yàn)證。將設(shè)計(jì)好的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)與其他部件結(jié)合，在模擬等離子體推進(jìn)器的環(huán)境下進(jìn)行推力測(cè)試、耐久性測(cè)試和穩(wěn)定性測(cè)試，驗(yàn)證其在實(shí)際應(yīng)用中的性能和穩(wěn)定性。三、研究意義（1）推進(jìn)磁約束等離子體推進(jìn)器的發(fā)展，提高航天推進(jìn)系統(tǒng)的技術(shù)水平和能源效率。（2）探索新型超導(dǎo)磁體材料和結(jié)構(gòu)，推進(jìn)超導(dǎo)磁體技術(shù)的發(fā)展。（3）豐富超導(dǎo)材料應(yīng)用領(lǐng)域，推動(dòng)超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。四、研究方法本項(xiàng)目采用理論計(jì)算、仿真模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法，具體包括：（1）使用COMSOLMultiphysics軟件進(jìn)行磁場(chǎng)仿真分析和優(yōu)化；（2）利用FLUENT軟件進(jìn)行等離子體流場(chǎng)模擬和優(yōu)化；（3）通過(guò)超導(dǎo)磁體樣品的制備和測(cè)試，驗(yàn)證超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否正確；（4）構(gòu)建等離子體推進(jìn)器模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的推力測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試和耐久性測(cè)試，驗(yàn)證其在實(shí)際應(yīng)用中的性能和穩(wěn)定性。五、預(yù)期成果（1）設(shè)計(jì)出符合磁約束等離子體推進(jìn)器技術(shù)要求和性能要求的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)；（2）獲得超導(dǎo)磁體樣品的制備方法和超導(dǎo)性能測(cè)試結(jié)果；（3）驗(yàn)證超導(dǎo)磁體系統(tǒng)在等離子體推進(jìn)器模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的性能和穩(wěn)定性，獲得推力、能耗和穩(wěn)定性等指標(biāo)。六、研究時(shí)間安排第一年：超導(dǎo)磁體系統(tǒng)選型和設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案仿真優(yōu)化，超導(dǎo)磁體樣品制備和測(cè)試。第二年：超導(dǎo)磁體系統(tǒng)制備，超導(dǎo)磁體應(yīng)用性能測(cè)試，推力測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試和耐久性測(cè)試。第三年：超導(dǎo)磁體系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性分析，成果總結(jié)和論文撰寫。七、研究經(jīng)費(fèi)研究經(jīng)費(fèi)總計(jì)100萬(wàn)元，包括人員費(fèi)用、材料費(fèi)、設(shè)備費(fèi)、測(cè)試費(fèi)等。其中，人員費(fèi)用占60%左右，材料費(fèi)和設(shè)備費(fèi)占25%左右，測(cè)試費(fèi)占15%左右。八、參考文獻(xiàn)[1]Nikoli?M,etal.Developmentofaplasma-drivenmagneto-plasma-dynamicthrusterinaself-sustainedplasmamodel[J].ActaAstronautica,2016,122:122-131.[2]ChenY,etal.Overviewofmagnetoplasmadynamic(MPD)thrusterdevelopment[J].ProgressinAerospaceSciences,2019,110:1-18.[3]SaabS,etal.Overviewofhigh-temperaturesuperconductormagnettechnology[J].SuperconductorScienceandTechnology,2020,33(2):023003.[4]DilliwayGD,etal.Wideborehighfielddipolemagnetformedicalimaging[J].JournalofPhysics:Confe