Étude théorique du jet de plasma supersonique à courant continu

Abstract

La déposition par plasma supersonique à courant continu permet d'obtenir une qualité de dépôt supérieure au jet subsonique. Un modèle numérique a été développé dans le but de mieux comprendre les mécanismes de transfert à l'intérieur de la tuyère et d'estimer l'influence des paramètres d'opération de la torche sur le jet à la sortie de la tuyère. Les équations d'Euler, auxquelles sont ajoutées l'effet Joule, la conduction et les pertes par rayonnement sont résolues à l'aide de la méthode de Jameson. Un schéma centré est utilisé pour résoudre les champs électriques. La sous-couche cathodique en déséquilibre thermodynamique est modélisée à l'aide du modèle simple de Morrow et Lowke. Quelques détails sur les aspects numériques facilitant la convergence du système sont donnés. Le modèle est validé pour un écoulement compressible classique et pour un jet de plasma supersonique à l'aide de résultats de la littérature. Les champs à l'intérieur de la tuyère sont analysés afin de déterminer l'influence de l'hydrogène, de l'intensité du courant et de la géométrie de la tuyère sur les caractéristiques de l'écoulement.