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1.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，大连 116024 2.中国空间技术研究院 通信卫星事业部，北京 100094

电推力器中复杂电场求解的超松弛并行算法

韩亚杰1，夏广庆1，*，吴秋云1，陈留伟1，周念东1，温正2

1.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，大连 116024 2.中国空间技术研究院 通信卫星事业部，北京 100094

目前，电推力器中复杂电场的三维泊松方程求解仍存在速度偏慢、并行性欠佳等缺陷。通过分解三维求解区域，针对复杂电场提出一种超松弛并行(P-SOR)迭代算法。将求解区域划分为多个子块，利用超松弛迭代格式构造出若干分组显式格式，分别给出不同迭代步数下的求解方程以进行并行计算。通过数值模拟，计算时间至少缩短一半以上，该P-SOR方法较传统迭代格式在快速性方面取得较大进展，对电推进领域的数值仿真研究起到促进作用。

电推力器；泊松方程；超松弛迭代；并行算法

泊松方程是等离子体物理、静电学中常见的偏微分方程，其应用范围较广，特别是在电推力器中复杂电场的求解方面。现阶段，大规模的科学工程计算对于速度快、容量大的并行机和有效的数值并行算法均有较大的需求，特别是在航天领域。基于粒子云网格(Particle In Cell，PIC)方法[1]的数值计算，通过泊松方程来求解复杂电场，在电帆仿真计算[2]，霍尔推力器的相关研究[3]等领域均有广泛应用。但由于三维模型求解速度很慢，诸多研究人员针对模型做出简化，如采用二维模型、二维轴对称模型[4-5]等，其精确度难免会下降。……