带通道插件管道流磁流体动力学效应的数值模拟

采用二维完全发展流模型对聚变反应堆包层带通道插件和压力平衡槽隙的矩形磁流体管流的MHD效应进行数值模拟,分析速度分布,MHD压降随哈德曼数以及通道插件的电导率的变化规律.与无插件磁流体管流相比,带绝缘通道插件管流MHD压降显著降低,MHD压降随哈德曼数的增加而减小,通道插件材料的电导率增加MHD压降系数减小.压力平衡槽隙处的回流与通道插件的电导率有关.在宏观上计算结果与实验结果和简化理论结果一致.     

HL-1M装置上MHD不稳定性磁扰动模的传播

对在HL-1M装置放电实验中发现的宏观MHD不稳定性磁扰动模的传播现象进行了研究。通过对实验中发现的各种极向模数m值的MHD磁扰动模特征的观察,以及在不同放电条件,特别是在偏压H模放电下传播方向不同的分析,深入研究了MHD模传播与等离子体旋转的定性关系。     

FCI结构及其电导率对MHD效应影响实验研究

实验研究了通道插件(FCI)压力平衡孔(PEH)和压力平衡狭缝(PES)结构、绝缘和非绝缘材质对磁流体动力学(MHD)效应的影响,结果表明：带PEH或PES、绝缘或非绝缘材质的FCI产生的流速分布有很大的差异;对MHD压降而言,FCI结构PEHs或PES差异的影响大于FCI绝缘或非绝缘材质差异引起的影响;对流速分布而则刚好相反。二次流引起的局部流速骤增的MHD效应(简称为S-MHD效应)对控制管道内流速分布和降低MHD压降有作用,这些实验结果为弄清FCI的MHD效应机制和液态金属包层设计提供了实验认知与有价值的参考。     

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实验研究了通道插件(FCI)压力平衡孔(PEH)和压力平衡狭缝(PES)结构、绝缘和非绝缘材质对磁流体动力学(MHD)效应的影响,结果表明：带PEH或PES、绝缘或非绝缘材质的FCI产生的流速分布有很大的差异;对MHD压降而言,FCI结构PEHs或PES差异的影响大于FCI绝缘或非绝缘材质差异引起的影响;对流速分布而则刚好相反。二次流引起的局部流速骤增的MHD效应(简称为S-MHD效应)对控制管道内流速分布和降低MHD压降有作用,这些实验结果为弄清FCI的MHD效应机制和液态金属包层设计提供了实验认知与有价值的参考。     

简化理论研究液态包层通道插件流体MHD效应

基于先前的普通管道中的MHD效应的实验结果和质量守恒定律(或液态流体不可压缩原理)、洛仑磁力定律和电荷守恒定律,再利用有源网络等效方法,发展出一种简化而有效的分析带通道插件(FCI)管道的磁流体动力学(MHD)效应的方法。简化理论预测结果表明：采用FCI可有效地降低MHD压降;FCI的电导率存在一个临界值时,当大于这个值时,中心区流速将小于边界区流速;管道结构、FCI电导率、液态金属种类等存在着一个最佳组合参数,能最有效地减少MHD压降。     

Three—Dimensional Propagation of Magnetohydrodynamic Waves in the Solar Chromophere and Corona

We study the three-dimensional magnetohydrodynamic(MHD) wave propagation in the solar atmosphere consisting of the chromosphere and corona.Pressure enhancement and velocity shear are implemented simultaneously at the bootom of the chromophere.The global propagation of the incurred MHD waves,including fast-mode and slow-mode magnetoacoustic waves as well as Alfven wave,can be identified,Wave front positions obtained numerically with respect to specific waves fit well with those calculated with local MHD wave speeds.     

空间傅里叶分析法识别MHD扰动模式

讨论了用空间傅里叶分析法确定托卡马克等离子体MHD磁扰动模式的方法。根据托卡马克实验的状况,对不同情况下的MHD磁扰动进行了详细的数值模拟,重点分析了该方法的系统误差,模拟结果与HL-1M装置上的实验结果进行了对比。比较结果表明,用空间傅里叶分析法识别托卡马克中的MHD扰动模式是一种可以行之有效的方法。     

几种液体金属自由表面的MHD不稳定性实验研究

介绍了在核工业西南物理研究院的液态金属实验回路(LMEL)上获得的几种可供液态偏滤器-限制器系统选用的液体自由表面的磁流体动力学(MHD)效应不稳定性的实验结果。实验发现：自由表面射流在穿越梯度横磁场时射程变短、截面变扁平,但MHD效应稳定,调节射流与磁场的夹角可以控制射流的流动特性;自由表面膜流MHD效应存在三种现象,即层流、溪状流和湍流。层流是由多束射流打到固体表面产生的(简称“射-膜流”),从MHD效应角度考虑,“射-膜流”将是四种可选液态偏滤器-限制器系统的液体自由表面形式中最佳的选择。同时,探讨了从物理的角度来理解四种自由表面形式的MHD效应的现象。     

Tomographic analysis of the central magnetohydrodynamic oscillations on the HT-7 tokamak

Multi-channel soft x-ray (SX) detectors are applied to generate images of magnetohydrodynamic (MHD) oscillation on the HT-7 tokamak, and the data from SX cameras are analysed by using the Fourier--Bessel harmonic reconstruction method and the singular value decomposition. The image reconstruction of SX emissivity is obtained on the assumption of plasma rigid rotation. One of the important phenomena in the HT-7 discharge is the transition from the sawtooth oscillations to the MHD oscillations when the plasma density grows higher. The MHD structure observed in the SX tomography is featured as follows: the magnetic surface of MHD structure is made up of the crescent-shaped ``hot core' and the circular ``cold bubble'. The structure of the magnetic surface is relatively stable. It rotates in the direction of the electron diamagnetic drift at a frequency being the oscillation frequency of the MHD oscillations.     

HL-2Aװ�õ�����������ʵʱԤ��ϵͳ

HL-2A装置MHD不稳定性实时预测破裂系统采用了一种简单有效的方法来预测MHD不稳定性导致的等离子体大破裂。利用Mirnov线圈探测MHD信号,根据信号的振幅或频率特点设定计算方法,来预测等离子体破裂先兆,然后用激光吹气注入杂质来缓解等离子体破裂。研究结果表明,该系统能够实时预测破裂先兆,按量注入杂质后,可达到破裂缓解目的。     

Formation of compression shocks in a nonequilibrium plasma flow in a magnetic field

Plasma flow in a linearly widening, ideally sectioned, short-circuited magnetohydrodynamic (MHD) channel is studied. MHD flows are classified into two types: continuous flows and flows with a compressional MHD shock in plasmas that are stable and unstable against the onset of ionization instability. Specific features in the evolution of a stationary compression MHD shock are investigated, and its position as a function of the Stewart number is determined. It is found that, in a plasma flow in which ionization instability develops, a compression MHD shock arises at lower values of the MHD interaction parameter than in a stable plasma flow. An unidentified type of instability of MHD discontinuities is revealed.     

新经典MHD效应与内扭曲模本征方程

本文从一简化的新经典ＭＨＤ方程组出发，利用气球模表示及多尺度近似等方法，在ｑ＝１磁面附近的过渡层内导出了包含新经典ＭＨＤ效应的内扭曲模本征方程。与从前相关工作的比较表明，新经典ＭＨＤ效应对通常采用的磁流体或电阻磁流体内扭曲模本征方程，均产生十分重要的修正。     

Analytical solution of a system of magnetohydrodynamic equations in a quasi-one-dimensional approximation for the monotonic variation of the flow velocity along a channel

An analytical solution is obtained for the system of magnetohydrodynamic (MHD) equations in a quasi-one-dimensional approximation for flow regimes with a monotonic variation of the velocity along a MHD channel. The problem of optimal choice of the parameters of an MHD generator for the given ratio of the areas of the outlet and inlet MHD channel cross sections is considered using the resultant analytic solution.     

磁流体力学湍流的一些规律

本文从处理湍流场的普遍方法──“任一物理量都可分解成平均值与涨落值之和”出发，利用量纲估计和磁流体力学湍流近似对磁流体力学基本方程进行讨论，得出有关磁流体力学湍流场的一些结论．这些结论对研究目前阶段的磁流体力学湍流理论是很有用的。     

FOI-PERFECT程序对电磁驱动高能量密度系统的三维弛豫磁流体力学模拟

提出一个完整的弛豫磁流体力学模型用于电磁驱动高能量密度系统的数值模拟, 它由弛豫电磁波动、弛豫热输运、P1/3近似辐射输运以及流体力学构成。电磁部分在真空区退化为电磁传播, 在等离子体物质区退化为磁扩散近似, 并且相速和群速是有上界的。这意味着弛豫磁流体力学能退化到传统的电阻性磁流体力学, 并且能用显式方法数值求解, 便于大规模高效并行化。基于此弛豫磁流体力学模型开发了三维辐射磁流体力学程序FOI-PERFECT, 指出了所采用的关键数值技术, 并给出了一些应用例子。     

大气压下自由燃烧弧的温度场和速度场的数值模拟

采用标准SIMPLE算法，并作了一些修正，给出了具体的计算步骤和流程图，将其应用于磁流体动力学(MHD)方程进行数值求解．得到了轴对称情况下，自由燃烧弧的温度场和速度场的分布，并和实验结果进行了比较。分析了不同辐射模型对温度场的影响，发现辐射导致电弧温度降低，但不同的辐射模型对于电弧的温度影响不大。     

高超声速飞行器磁控热防护系统建模分析

针对高超声速飞行器防热, 搭建了螺线管磁控热防护系统的物理模型. 采用低磁雷诺数磁流体数学模型, 分析了外加磁场强度及磁场形态对磁控热防护效果的影响. 对比了三种磁场类型(磁偶极子、螺线管、均布磁场)下磁控热防护效果的差异, 分析了螺线管几何参数对磁控热防护效果的影响. 研究表明, 磁场降低表面热流作用存在“饱和现象”; 三种磁场形态的磁控热防护能力从小到大依次为磁偶极子、螺线管、均布磁场; 相同驻点磁感应强度条件下, 增大螺线管半径有利于提高磁控热防护效果, 缩短螺线管与驻点距离不利于驻点和肩部防热, 螺线管长度对磁控热防护效果影响相对较小.