Development of a Multi-fluid solver for Xenon ions flows simulation inside a Hall thruster

In this work a one-dimensional Multi-fluid solver for simulation of the ions Xe + inside a Hall thruster has been developed. Solution of the equations of the Multi- fluid model (presented in their derivation from the kinetic equation) can give an insight of the dynamics of the plasma used in the operations of this kind of thruster with a reduction of the computational cost which characterizes all the tools nor- mally used for this purpose. The solver has been tested in two different configuration, varying the type of electric force involved (either imposed constant in time and only space-dependent or obtained solving the Poisson’s equation).

Nel presente lavoro è stato sviluppato un solutore Multi-fluido per la simulazione di ioni Xe + all’interno di un propulsore Hall. La soluzione delle equazioni multi- fluido (presentate qui nella loro derivazione dall’equazione cinetica) può fornire una stima della dinamica del plasma alla base delle operazioni di questo tipo di motori con una riduzione del costo computazionale che caratterizza gli strumenti normalmente utilizzati a questo scopo. Il programma stato utilizzato per due diversi casi studio, variando il tipo di forza elettrica (sia imposta esternamente come costante nel tempo e solo dipen- dente dalla coordinata spaziale sia ottenuta tramite l’equazione di Poisson).