SIMULASI NUMERIK HALL THRUSTER SECARA KINETIK MENGGUNAKAN METODE LEAST SQUARES MOVING PARTICLE SEMI-IMPLICIT (LSMPS)

• Main Author: Aldrian Santoso, Edwin
• Format: Theses
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/62651
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Simulasi plasma merupakan salah satu disiplin ilmu yang sedang berkembang dengan pesat saat ini. Hal ini didorong oleh semakin banyaknya satelit orbit rendah yang beroprasi dan program eksplorasi luar angkasa menggunakan satelit kecil. Satelit-satelit ini menggunakan aplikasi dari plasma yakni propulsi elektrik sebagai sistem penggeraknya, hal ini dikarenakan jenis propulsi elektrik ini memiliki efisiensi yang tinggi dan massa yang ringan. Tesis ini akan mencoba untuk mempelajari teori dan metode numerik yang telah digunakan sebelumnya dalam melakukan simulasi plasma lalu membuat secara mandiri pemodelan numeriknya. Pada tesis ini juga ditambahkan aplikasi keterbaruan dengan mengaplikasikan metode berbasis partikel yang digunakan di Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung (FTMD ITB). Pada penelitian ini, Hall thruster yakni salah satu jenis aplikasi plasma pada bidang propulsi elektrik akan diteliti dan disimulasikan secara numerik. Model simulasi yang digunakan pada penelitian ini berdasarkan referensi utama oleh [Szabo, 2001]. Szabo pada penelitiannya menggunakan model kinetik, di mana seluruh partikel pada plasma (elektron, ion, dan netral) dimodelkan menggunakan partikel dan tidak sebagai fluida. Metode yang paling umum digunakan untuk melakukan simulasi secara kinetik adalah metode Particlein- Cell (PIC). Prosedur yang sudah dilakukan oleh Szabo akan dilakukan ulang pada penelitian ini, lalu pada bagian penyelesaian persamaan Poisson untuk memperoleh nilai medan listrik (E) akan digunakan metode berbasis partikel yakni Least Squares Moving Particle Semi-implicit (LSMPS) mengantikan Finite Volume Method (FVM) yang dipakai sebelumnya untuk grid. Metode LSMPS sendiri pertama kali diperkenalkan oleh [Koshizuka and Tamai, 2014], dan sudah mulai digunakan pada model-model penelitian yang dilakukan di FTMD ITB. Hasil penelitian yang didapat diharapkan dapat digunakan sebagai referensi dan dasar untuk melakukan simulasi-simulasi plasma ke depannya. Hal ini akan meningkatkan kapabilitas dari penelitian di FTMD ITB pada bidang simulasi plasma, sehingga mampu melakukan simulasi secara mandiri dan menciptakan inovasi.