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High-order moment models and multi-scale numerical methods for plasmas applied to electric propulsion

Projektbeschreibung

Ermöglichung verbesserter und kostengünstigerer elektrischer Antriebe

Der steigende Bedarf an Kleinsatelliten, die bei der Inbetriebnahme weniger Kosten verursachen und die Konstellationen bilden können, hat zu Fortschritten in der Antriebstechnik geführt. Aufgrund seiner langen Lebensdauer, niedrigeren Kosten und präzisen Schubsteuerung stellt der elektrische Antrieb eine Schlüsselinnovation dar. Schwierigkeiten mit dem elektrischen Antrieb gibt es jedoch hinsichtlich teurer und begrenzter Treibstoffe sowie einer langen Entwicklungszeit. Dies ist hauptsächlich auf den Mangel an Modellen zurückzuführen, die eine komplexe Abbildung der Plasmaphysik ermöglichen. Das ERC-finanzierte Projekt HiMomPlas zielt darauf ab, bessere prädiktive Plasmamodelle zu entwickeln. Diese Modelle werden die Herstellung von Triebwerken mit verbesserter Leistung, Stabilität und Kosteneinsparung ermöglichen und gleichzeitig wichtige Informationen über ihre Lebensdauer liefern.

Ziel

We are in the midst of a technological revolution characterized by the large demand for small satellites. These satellites are cheaper to launch and allow for forming constellations, impossible with larger satellites. As a result, they require propulsion systems in order to control their trajectories. Electric propulsion (EP) largely reduces the operational costs, using less propellant, precisely controlling thrust, and operating for long times. The response to the demand for EP is currently at stake because of two reasons: 1) Most of the thrusters operate with an expensive and scarce propellant gas, xenon, and 2) The development of the engines follows an empirical approach that is long and expensive, which limits the optimization and conception of new prototypes. These limitations are due to the lack of models that capture the complex plasma physics in EP, in particular: 1) The impact of the plasma composition and thruster geometry on the performance, 2) The presence of multi-scale plasma kinetic instabilities, and 3) The erosion of the walls interacting with the plasma.
Our objective is to develop advanced predictive plasma models, able to help to the conception of new thrusters operating with cheaper propellants, improving their stability and performance, and predicting their lifetime, without the need of expensive experimental campaigns. We will follow a multidisciplinary approach, integrating physicist, engineers, chemists, and applied mathematicians. Our methodology aims at extending the classical fluid equations by solving for higher-order moments, allowing to describe in an efficient manner microscopic (kinetic) processes. With advanced numerical techniques, we will propose multi-scale models able to describe the turbulent phenomena, the wall processes, and efficiently simulate the multi-scale nature of EP. The models will be integrated into a numerical tool that will be validated with experiments using cutting-edge uncertainty quantification techniques.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 499 951,00
Adresse
RUE MICHEL ANGE 3
75794 PARIS
Frankreich

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Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 499 951,00

Begünstigte (1)

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