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

Descrizione del progetto

Rendere possibili propulsori elettrici migliorati e più economici

La crescente necessità di satelliti di piccole dimensioni, meno costosi da lanciare e in grado di creare costellazioni, ha portato a progressi nella tecnologia della propulsione. La propulsione elettrica (EP) è un’innovazione fondamentale in quanto garantisce una lunga vita operativa, costi inferiori e un controllo accurato della spinta. Tuttavia, la EP ha dei problemi, come i propellenti costosi e limitati e un lungo periodo di creazione, soprattutto a causa della mancanza di modelli che mostrino correttamente la complessa fisica del plasma coinvolta. Il progetto HiMomPlas, finanziato dal CER, intende creare migliori modelli di plasma predittivi. Questi modelli permetteranno di realizzare propulsori con migliori prestazioni, stabilità e costi inferiori, fornendo anche informazioni chiave sulla loro durata.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 499 951,00
Indirizzo
RUE MICHEL ANGE 3
75794 PARIS
Francia

Mostra sulla mappa

Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 499 951,00

Beneficiari (1)

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