磁流体力学(Magnetohydrodynamics,MHD)广泛地应用于各个领域,从自然现象到工程应用,如地球物理、天体物理、核电站、燃气轮机和电磁搅拌等,以上提到的各个领域,普遍都涉及到高温,热辐射传输成了磁流体力学的诸多应用领域中不可回避的问题,从而促进了辐射磁流体力学(Radiation-Magnetohydrodynamics,Radiation-MHD 或 R-MHD)的研究和发展。国内外关于辐射磁流体力学问题的研究多集中于边界层,而鲜有对封闭方腔的研究。由于配置点谱方法具有指数收敛精度且计算过程简单、容易实施、稳定性好等优点,故该课题采用配置点谱方法研究封闭方腔内热辐射对参与性磁流体流动与传热的影响。主要研究工作包括以下几个方面:(1)分别建立直角坐标系下,二维和三维封闭方腔内辐射磁流体力学问题的数学模型。为使研究更具有通用性,对控制方程进行了无量纲化处理。为提高数值稳定性及便于扩展至非稳态问题,求解时采用非稳态问题求解方法求解稳态问题。因此,动量方程和能量方程都加入了非稳态项。时间上的离散采用Adams-Bashforth和向后差分结合的二阶半隐格式,而后对压力和速度的解耦处理采用改进的投影算法;能量方程在时间上的离散和动量方程一样;辐射传递方程的角向离散采用球带等差数列微元等分离散坐标法(SRAPN)。最后,所有控制方程在空间上采用Chebyshev配置点谱方法进行离散,构建控制方程的离散化矩阵方程,并进行求解。(2)针对所建立的二维封闭方腔内辐射磁流体力学数学模型,编写程序代码。综合考虑计算时间和计算精度的条件下,分别对网格无关性和辐射传递方程角向离散方向数无关性进行测试。为了确保计算代码的有效性,分别对纯自然对流、磁流体自然对流及简单的热辐射和自然对流的耦合进行了验证,配置点谱方法计算所得结果与前人的结果进行对比,结果吻合很好。验证结果表明,采用的求解方法以及代码的编写都是准确有效的。确保计算代码有效后,分别分析了不同的磁场倾斜角度、Ha数、光学厚度、散射反照率、壁面黑度、Gr数和Pl数对流场、温度场和传热速率影响的详细规律。(3)采用三维封闭立体方腔内辐射磁流体力学数学模型,并进行相关的数值验证。验证之后,探究了三维封闭立体方腔内热辐射对参与性磁流体流动与传热的影响。对比分析了忽略和考虑热辐射两种情况下,磁场对Pr = 0.733的介质的流动与传热行为的影响;进一步分析了考虑热辐射且存在磁场情况下,Ra= 15和Pr = 13.6时,分析了Ha数、光学厚度及导热-辐射参数对等温面、方腔各个中心截面(分别为X = 0.5,y = 0.5和Z = 0.5)处流场及温度场、传热系数、三维流动以及横向速度最大值的影响。本论文的主要创新点如下:(1)在同一套网格系统下,将Chebyshev配置点谱方法应用于研究二维和三维封闭方腔内辐射磁流体力学问题;(2)热辐射作用下,研究了二维封闭方腔内磁场倾斜角度对参与性磁流体流动与传热的影响;(3)对比研究了三维封闭立体方腔内忽略和考虑热辐射对参与性磁流体流动与传热的影响,发现Ha数和热辐射对参与性磁流体流动与传热有明显的影响作用;(4)研究了三维封闭立体方腔内光学厚度和导热-辐射参数对参与性磁流体流动与传热的影响。