The solutions to a class of magnetohydrodynamic flows with orthogonal magnetic and velocity field distributions

Résumé On donne ici la série complète des solutions pour les écoulements magnéto-hydrodynamiques permanents bidimensionnels d'un fluide incompressible, non-visqueux et nonconducteur de la chaleur ayant une conductivité électrique infinie lorsque le champ magnétique et le champ de vitesse sont partout orthogonaux.     

Boundary layer growth on a magnetised circular cylinder

Résumé Dans le problème considéré, un cylindre parfaitement conducteur et magnetisé est mis en mouvement par impulsion dans un fluide visqueux incompressible et non-conducteur. On suppose de même qu'il y a un champ uniforme et magnétique imposé sur tout le champ d'écoulement. On demontre que la force du champ uniforme et magnétique et l'amplitude du champ normal initial à la surface solide jouent un rôle important dans la croissance de la couche limite sur le cylindre.     

Pseudostatic resistive hydromagnetic equilibria in a toroid

Summary A pseudostatic resistive hydromagnetic equilibrium can exist only if the magnetic field is a Trkal field, i.e. a Beltrami field with uniform abnormality.Trkal's problem is shown equivalent to a second-kind Fredholm inhomogeneous problem, with the field abnormality divided by 4 playing the role of eigenvalue, if the magnetic field is required to have vanishing normal component on the boundary of a multiply connected domain and prescribed circulations along a complete set of irreducible cycles.

---

Résumé Un équilibre hydromagnétique résistif pseudostatique peut s'établir seulement si le champ magnétique est un champ de Trkal, c'est-à-dire un champ de Beltrami à anormalité constante.On montre que le problème de Trkal est équivalent à un problème de Fredholm non-homogène de la deuxième espèce dont la valeur propre est égale à l'anormalité du champ divisé par 4 lorsque le champ magnétique est tangent au contour d'un domaine multiplement connexe et a des circulations données le long des cycles irréductibles fondamentaux.

     

Steady two-dimensional magnetohydrodynamic flow

Résumé Pour illustrer les effets d'un champ magnétique sur un écoulement plant stationnaire d'un fluide non visqueux idéal, parfaitement conducteur de l'électricité, on envisage ici les cas particuliers où le champ magnétique a une composante différente de zéro. Si on considère les régimes d'onde simple où le champ magnétique est en chaque point normal au plan de l'écoulement, qualitativement tout se passe en gross comme dans le cas de la dynamique des gas classique. Enfin, on utilise l'analyse linéaire pour étudier les faibles perturbations non-isentropiques d'un écoulement initialement uniforme.

---

---

This research was supported by a National Aeronautics and Space Administration general research grant to the University of Wisconsin.     

Steady two-dimensional magnetohydrodynamic flow II

Résumé Pour illustrer les effets d'un champ magnétique sur un écoulement plan stationnaire d'un fluide non visqueux idéal, parfaitement conducteur de l'électricité, on envisage ici les cas particuliers où le champ magnétique a une composante différente de zéro. Si l'on considère les régimes d'onde simple où le champ magnétique est en chaque point normal au plan de l'écoulement, qualitativement tout se passe en gros comme dans le cas de la dynamique des gaz classique. On utilise l'analyse linéaire pour étudier les faibles perturbations non-isentropiques d'un écoulement initialement uniforme.

---

---

This research was supported by a National Aeronautics and Space Administration general research grant to the University of Wisconsin.     

Periodic fluid transients in rectangular ducts with transverse magnetic fields,II

Summary This paper treats periodic fluid transients in liquid metals contained in constant-area rectangular ducts with uniform, transverse, applied magnetic fields and with insulating walls parallel to the magnetic field and perfectly conducting walls perpendicular to it. The magnetic Reynolds and Mach numbers are assumed to be small, and the Reynolds number is assumed to be large. First, asymptotic solutions are obtained for small values of the interaction parameter and then approximate solutions are obtained for arbitrary values of the interaction parameter using a Galerkin method with modified Fourier series.

---

Résumé Cet article traite des ondes de compression périodiques dans un métal liquide contenu dans une conduite rectangulaire à section rectangulaire constante, à laquelle un champ magnétique transverse et uniforme est appliqué et dont deux parois sont isolantes et parallèles au champ magnétique, les deux autres étant parfaitement conductrices. On admet que le nombre magnétique de Reynolds et le nombre de Mach sont petits et que le nombre de Reynolds est grand. Quand le nombre d'intéraction est petit, les solutions seront asymptotiques et quand le nombre d'intéraction est arbitrarire, on trouvera les solutions approximatives par la méthode de Galerkin avec les series modifiées de Fourier.

     

Hydromagnetic analogue of the rotating disc problem

Résumé On a étudié un mouvement magnétohydrodynamique de Stokes, valable pour un nombre de Hartmann quelconque, du problème d'un disque en rotation dans un champ magnétique uniforme et parallèle à son axe.     

Radiative magnetogasdynamic Couette flow with variable parameters

Couette flow of an electrically conducting compressible fluid with uniform magnetic field applied transversely between flat walls of arbitrary electrical conductivity, radiative emissivity and temperature is analysed. The equations of steady flow are formulated with the introduction of temperature dependent coefficients of viscosity and thermal and electrical conductivity, together with absorption coefficient in addition dependent upon the density. Profiles of velocity, induced magnetic field, radiative flux and temperature are derived numerically under a one-dimensional modelling. The parameter dependence, expressed as a power law, is found to have a marked effect upon the velocity and magnetic field but to be of little import for the thermal profiles. Similar influence is found for the effect of wall electrical conductivity and emissivity. On the other hand, changes in the strength of the fluid thermal conductivity significantly affect the temperature profile in the presence of electromagnetic interaction.

---

Résumé Pour un fluide conducteur, rayonnant et compressible sous l'influence d'un champ magnétique constant et transverse l'écoulement de Couette entre deux surfaces planes conductrices et rayonnantes avec des températures arbitraires est analysé. On formule les équations d'un écoulement permanent quand la viscosité, la conductibilité thermique et la conductibilité électrique dépendent de la température et le coffficient d'absorption de la densité. On calcule la vitesse, le champ magnétique induit, le rayonnement et la température pour des écoulements qui ne sont fonction que de la cordonnée transverse.La vitesse et le champ magnétique dépendent de façon significative de ce paramètre, mais pas la température ni le rayonnement. On obtient des résultats similaires pour la conductibilité électrique et l'emissivité de rayonnement des surfaces planes. D'autre part quand la conductiblité électrique du fluide n'est pas nulle, une variation de la conductibilité thermique modifie la température d'une manière significative.

     

Internal hydromagnetic planetary-gravity waves in zonal wind-magnetic shears. Two-variables technique

The technique of slow and fast variables is used to investigate the relation between the amplitude of hydromagnetic-planetary-gravity waves and the strength of the basic state zonal flow and zonal magnetic field.It is found that the amplitude of pure, vertically propagating planetary (Rossby)-gravity waves increases as the zonal flow strength increases, but not in a simple linear manner, for all phase speeds.For hydromagnetic-planetary-gravity waves the wind shear has the same destabilising effect on the wave amplitude, whereas, in contrast, the magnetic field has a stabilising effect in the sense that the wave amplitude decreases as the magnetic field intensity increases.

---

Résumé On a utilisé la méthode des variables lentes et rapides pour rechercher une relation entre l'amplitude des ondes hydromagnètiques planétaires de gravité et l'intensité du flux de base zonal et du champ magnétique zonal.On a découvert que l'amplitude d'ondes pures planétaires (Rossby) de gravité se propageant verticalement augmente en même temps que le flux zonal pour toutes les vitesses de phase, mais non de manière simplement linéaire.Pour les ondes hydromagnétiques planétaires de gravité le cisaillement pour le vent magnétique a un effet similaire déstabilisateur sur l'amplitude de l'onde, alors que, au contraire, le champ magnétique a un effet stabilisateur, c'est-à-dire que l'amplitude de l'onde décroît quand l'intensité du champ magnétique augmente.

     

Magnetohydrodynamic flow in a rectangular channel at high Hartmann number

Résumé Dans cette communication, nous considérons le flux permanent d'un fluide visqueux et conducteur le long d'un canal, en présence d'un champ magnétique qui est uniforme et transverse. Le canal est rectangulaire et a des parois non-conductrices. Les formules asymptotiques, applicables aux valeurs élevées du nombre de Hartmann, sont obtenues pour la vitesse et le champ magnétique. Elles coïncident avec les résultats deSherciff, qui a fait usage de la théorie de la couche limite. La vitesse moyenne et le frottement de peau sont trouvés.     

Steady axi-symmetric magnetohydrodynamic flow

Résumé Pour illustrer les effets d'un champ magnétique sur un écoulement de révolution stationnaire d'un fluide non visqueux idéal, parfaitement coducteur de l'électricité, on envisage ici les cas particuliers où le champ magnétique a une composante différente de zéro. On utilise l'analyse linéaire pour étudier les faibles perturbations non-isentropiques d'un écoulement initialement uniforme.     

Perfectly conducting flow past an insulator

Résumé Pour illustrer les effets d'un champ magnétique sur un écoulement plan stationnaire d'un fluide non visqueux idéal, parfaitement conducteur de l'électricité, on envisage ici les cas particuliers où le champ magnétique a une composante différente de zéro. On utilise l'analyse linéaire pour étudier les faibles perturbations d'un écoulement initialement uniforme.Nous considérous le mouvement, uniforme à l'infini amont, en présence d'une paroi rectiligne à laquelle fait suite une paroi courbe (faible perturbation) et un profil mince.

---

---

This research was supported by a National Science Foundation Grant.     

Magnetohydrodynamic shock wave decay

Summary A modified hodograph transformation is used to obtain an exact solution of the equations governing the one-dimensional unsteady flow of an ideal, inviscid, perfectly conducting compressible fluid, subjected to a transverse magnetic field. This solution is used to obtain an approximate representation of the path of an initially uniform shock wave which intersects a centered simple wave. In the limit of vanishing magnetic field, the solution reduces exactly to the solution of the corresponding problem for conventional gas dynamics.

---

Résumé Une transformation hodographe modifiée est employée pour obtenir une solution exacte des équations relatives aux écoulements unidimensionnels non-stationnaires et non-isentropiques d'un fluide non visqueux idéal, parfaitement conducteur d'électricité et compressible, soumis à l'action d'un champ magnétique transversal. On utilise cette solution pour obtenir une représentation approximative de la trajectoire d'une onde de choc magnétohydrodynamique initialement uniforme, rencontrant une onde simple centrée.Dans le cas limite d'un champ magnétique nul, la solution se réduit exactement à celle du problème correspondant de la dynamique classique des gaz. C'est là une confirmation de la validité de la théorie.

     

Perfectly conducting elliptic flow past an insulator

Résumé Pour illustrer les effets d'un champ magnétique sur un écoulement plan stationnaire d'un fluide non visqueux idéal, parfait conducteur d'électricité, on envisage les cas particuliers où le champ magnétique a une composante différente de zéro. On utilise l'analyse linéaire pour étudier les faibles perturbations d'un écoulement initialement uniforme.Nous considérons le mouvement, uniforme a l'infini amont, en présence d'une paroi rectiligne à laquelle fait suite une paroi courbe (faible perturbation) et un profil mince.

---

---

This research was supported by the National Science Foundation under Grant GP-8719.     

On the instability of taylor and dean flows under the influence of a circular magnetic field

Résumé On discute l'influence d'un champ magnétique circulaire sur la stabilité d'un fluide visqueux et conducteur de l'électricité en mouvement entre deux cylindres circulaires coaxiaux. Supposant que l'espacement entre les cylindres est petit par rapport à leurs rayons, on donne des résultats sur deux sortes de mouvement du fluide basique, produites par la rotation des cylindres et par un gradient de pression autour des cylindres. On démontre que le champ magnétique peut avancer ou retarder l'accrochage de l'instabilité, suivant les circonstances.     

Steady flow of a finitely conducting compressible fluid

Résumé Pour illustrer les effets d'un champ magnétique sur les écoulements plans et de révolution stationnaire d'un fluide non visqueux idéal, conducteur de l'électricité, on envisage ici les cas particuliers où le champ magnétique a une composante différente de zéro. On utilise l'analyse linéaire pour étudier les faibles perturbations d'un écoulement initialement uniforme.Nous considérons le mouvement, uniforme à l'infini amont, en présence d'une paroi rectiligne, à laquelle fait suite une paroi courbe (faible perturbation)_ et un profil mince.Nous étudions le problème dans le cas où le fluide n'est pas parfaitement conducteur. La solution s'obtient en prenant la transformée de Fourier.

---

---

This research was supported by the National Science Foundation under Grant GP-8719.     

Solitary fluid transients in rectangular ducts with transverse magnetic fields,II

Summary This paper treats a fluid hammer wave which is propagating into a fully devloped MHD duct flow. The wave is produced by suddenly closing a valve at some cross section of a rectangular duct with a uniform, transverse, applied magnetic field, with perfectly conducting walls parallel to the field and with either insulating or perfectly conducting walls perpendicular to the field. The Mach and magnetic Reynolds numbers are assumed to be small, while the Hartmann number is assumed to be large. The jump in velocity and pressure across the wave decreases exponentially in time. The fully developed flow ahead of the wave is undisturbed, and solutions for the velocity and pressure between the valve and the wave are presented.

---

Résumé Cet article traite de l'onde de choc produite par la fermeture subite d'une vanne et qui se propage dans un fluide conducteur d'électricité s'écoulant dans une conduite de section rectangulaire à laquelle est appliquée un champ magnétique transversal et homogène. Deux parois de la conduite sont parfaitement conductrices et parallèles au champ magnétique, les deux autres étant parfaitement conductrices ou isolantes. On admet que le nombre de Mach et le nombre magnétique de Reynolds sont petits et que le nombre de Hartmann est grand. Les changements de la vitesse et de la pression à travers l'onde diminuent exponentiellement à temps. L'écoulement à la tête de l'onde n'est pas perturbée. Des solutions pour la vitesse et la pression entre la vanne et l'onde sont presentées.

     

The motion of a non-uniform hydromagnetic shock wave

Sommaire Nous considérons un écoulement, unidimensionnel, non stationaire, non isentropique, d'un fluide parfait, parfaitement conducteur de l'électricité, soumis à l'action d'un champ magnétique pour une orientation transversale du champ et le mouvement non continu d'une onde de choc magnetohydrodynamique.

---

---

This research was supported by a National Aeronautics and Space Administration general research grant to the University of Wisconsin.     

Oblique magnetohydrodynamic shock wave decay

Summary A modified hodograph transformation is used to obtain an exact solution of the equations governing the one-dimensional unsteady flow of an ideal, inviscid, perfectly conducting compressible fluid, subjected to an oblique magnetic field. This solution is used to obtain an approximate representation of the path of an initially uniform shock wave which intersects a centered simple wave. The solutions for the corresponding problems in the conventional, non-magnetic case and for a transverse orientation of the applied magnetic field are contained as special limiting cases of the solutions of the present paper. This provides a valuable check on the theory.

---

Résumé Une transformation hodographe modifiée est employée pour obtenir une solution exacte des équations relatives aux écoulements unidimensionnels non-stationnaires et non-isentropiques d'un fluide non visqueux idéal, parfaitement conducteur d'électricité et compressible, soumis à l'action d'un champ magnétique oblique avec deux composantes différentes de zero. On utilise cette solution pour obtenir une représentation approximative de la trajectoire d'une onde de choc magnétohydrodynamique initialement uniforme, rencontrant une onde simple centrée. Les solutions pour le cas non magnétique et pour un champ transversal apparaissent comme des cas limites particuliers de la solution présentée ici, c'est là une confirmation de la validité de la theorie.

     

One-dimensional magnetohydrodynamic flow and the Monge-Ampère equation

Résumé Nous considérons les écoulements unidimensionnels et non-stationnaires d'un fluide idéal, non-visqueux et compressible, parfaitement conducteur de l'électricité, soumis à l'action d'un champ magnétique transversal, et l'équation de Monge-Ampère. Dans le cas limité d'un champ magnétique nul, la solution se réduit exactement à celle du problème correspondant de la dynamique classique des gaz.

---

---

This research was supported by a National Aeronautics and Space Administration general research grant to the University of Wisconsin.