圆管磁流体管道流数值模拟研究

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lylor98
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
热核聚变液态包层中液态金属在强磁场作用下流动,液态金属受到强磁场的影响产生感应电流,感应电流与磁场相互作用,产生洛伦兹力,引起磁流体动力学(Magnetohydrodynamics,MHD)效应。MHD效应使包层中液态金属的流动状态发生改变,影响包层的传热和物质运输的效率。MHD效应与雷诺数、哈特曼数、电导率以及几何形状等因素有关,因此厘清MHD效应产生的物理机制及其影响,对工程中包层的设计具有重要的指导意义。本文首先选择大涡模拟方法CSM模型、采用Map湍流边界条件对均匀磁场下绝缘圆管中磁流体湍流进行数值模拟。由模拟结果分析可知,管道中磁流体速度和电流的分布特点,磁场对湍流的脉动速度的抑制具有各向异性;壁面的摩擦系数与Zikanov模拟和Hartmann实验结果基本一致。结果表明了上述采用的圆管网格、边界条件、LES和CSM模型是可行的,为后续圆管磁流体湍流的数值模拟提供参考。进一步对均匀磁场下导电圆管中磁流体层流进行数值模拟研究。模拟结果表明,相同雷诺数和壁面电导率条件下,哈特曼数越大,速度边界层变得越薄;核心区速度受到磁场的抑制作用越强,速度变得越小,核心区Robert层里流体向壁面处流动。由于圆形管道自身几何形状光滑,哈特曼数较小时(Ha=160、320)Robert层里的“M型”速度射流不明显;当哈特曼数较大时(Ha=1217)“M型”速度射流开始显现。同时哈特曼数越大产生的MHD压降越大。根据ALEX实验进行模拟验证非均匀磁场下导电圆管层流,速度与压力的模拟结果与实验结果吻合很好。表明了课题组自主开发的低磁雷诺数下的流固耦合求解器具有很高的精度和可靠性,可用于非均匀磁场下磁流体管道流的数值模拟研究。最后对非均匀磁场下导电圆管中磁流体湍流进行大涡数值模拟研究。模拟结果表明,速度射流不稳定性首先出现在Robert层,进而随着磁场强度的减弱,向下游逐渐激发出强度更强的湍流。流向压差和横向压差的峰值都随哈特曼数的增大而增大。变化的磁场在流向方向上产生电流的三维效应并且使管道中的涡结构也逐渐发生变化,磁场上升段和下降段,靠近壁面处出现了特殊的波状似的涡结构。
其他文献
<正>问:俞教授,心理健康是中等职业学校新一轮德育课改开设的一门新课程。作为《心理健康教学大纲》(以下简称《大纲》)编制组的组长,请您谈一谈为什么要开设这门课程?答:健
针对铜拉丝厂的铜拉丝废液浓度高、难处理的特点,研究开发了一条切实可行的工艺路线:除油→除铜→混凝→回用、生化处理或并入污水处理厂。得出了最佳工艺条件:破乳剂投加量4
采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、综合热分析仪(DTA-TG)、激光粒度仪、扫描电子显微镜(SEM)及可塑性仪对焦元坞紫砂陶土和九堡紫砂陶土的化学组成、晶相组成、热性能、
<正> 先说审题。审题是考生阅读背景材料、筛选提取有效信息、把握命题用意的一种高级思维活动。审题是答题的前奏和基础,答题是审题的目的和归宿。审题准确与否,直接影响答
1971年美国联邦教育总署署长马兰提出"生涯教育"。美英两国作为先锋国家,形成了目标明确、内容具体、途径多元的完整的生涯教育体系。探析美英两国生涯教育缘起及实施模式,对
系统研究了城市各类污水处理厂尾水水质和水量,根据不同行业用户给水规模与水质需求,构建了不同污水处理厂—特征用户的再生水深度处理方案,详细分析了各类方案的经济可行性,
西安碑林博物馆收藏有一批在山西泽潞地区出现的中晚唐时期墓志,志盖上面都镌刻铺首,本文通过对铺首所在的方位、图像与文字的关系及其纹饰本身蕴涵的分析,探讨了这批墓志材料的
甘氨酸法合成草甘膦的过程中会产生草甘膦母液,对采用钙盐沉淀法处理草甘膦母液进行了单因素试验研究。试验结果表明:钙盐投加量、沉淀pH、搅拌时间、搅拌速度、静置时间等对
近年来,增强现实技术发展迅速,以超越现实的视觉体验引起了各界的广泛关注。增强现实技术与电子商务领域的结合,将为用户带来新颖独特的产品呈现形式和互动性更强的营销体验,