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热核聚变反应堆是解决未来清洁能源问题的重要途径之一。实验包层主要用于进行未来聚变堆中产氚和能量获取实验,是热核聚变反应堆的关键部件。液态金属包层是实验包层方案之一。液态金属包层的研究有两大重点,一是降低磁流体动力学效应产生的额外压降,二是提高实验包层的传热效率。实验和理论研究表明,液态金属磁流体管流的(Magnetohydrodynamic,MHD)压降与管道截面几何形状有关。核工业西南物理研究院基于创新性的S-Channel变形管实验研究结果提出一种平行壁内凹管(Square duct with Internal Concave,SIC管)来实现降低MHD压降。本文首先对均匀强磁场作用下液态金属在导电方管(S管)、平行壁内凹管(SIC管)、平行壁外凸管(Square duct with Outward Convex,SOC管)中的MHD压降、速度分布以及电流分布进行了数值模拟研究。结果显示层流状态下SIC管并不能有效降低MHD压降,SOC管在弱电导率时能够一定程度地降低MHD压降。然后,对以上三种管道受到垂直磁场方向作用时的MHD压降、速度分布进行了数值模拟。结果显示在弱电导率(C=0.01)、高雷诺数时,SOC管平行层附近速度射流峰值大幅下降,但两种管道均不能降低MHD压降。不同磁场方向,弱电导率、高雷诺数的工况下,几何变形对SOC管的无量纲MHD压降的影响基本消失。最后基于核工业西南物理研究设计的带导电三角形引流凸条的矩形管(RDB管)以及相同尺寸标准矩形管(R管)进行了数值模拟。结果表明,不同磁场方向下,RDB管在强磁场强度下均能有效降低平行层附近速度射流强度;且磁场垂直引流条方向,强磁场下,RDB管相比R管MHD压降下降46%。本文研究结果表明,弱电导率时(C=0.01)SOC管能够弱微降低MHD压降,相比方管下降5%,且能够有效降低平行层附近射流强度,同参数下相比方管下降54%。在强磁场环境下RDB管能够有效降低MHD压降,相比正常矩形管下降49%。液态金属实验包层设计中可利用管道几何敏感性实现降低MHD压降。