Simultaneous impacts of MHD and variable wall temperature on transient mixed Casson nanofluid flow in the stagnation point of rotating sphere

A numerical analysis is provided to scrutinize time-dependent magnetohydrodynamics(MHD) free and forced convection of an electrically conducting non-Newtonian Casson nanofluid flow in the forward stagnation point region of an impulsively rotating sphere with variable wall temperature. A single-phase flow of nanofluid model is reflected with a number of experimental formulae for both effective viscosity and thermal conductivity of nanofluid. Exceedingly nonlinear governing partial differential equations(PDEs)subject to their compatible boundary conditions are mutated into a system of nonlinear ordinary differential equations(ODEs). The derived nonlinear system is solved numerically with implementation of an implicit finite difference procedure merging with a technique of quasi-linearization. The controlled parameter impacts are clarified by a parametric study of the entire flow regime. It is depicted that from all the exhibited nanoparticles,Cu possesses the best convection. The surface heat transfer and surface shear stresses in the x-and z-directions are boosted with maximizing the values of nanoparticle solid volume fraction ? and rotation λ. Besides, as both the surface temperature exponent n and the Casson parameter γ upgrade, an enhancement of the Nusselt number is given.     

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通过数值模拟及实验研究了润湿性及磁场对液态金属膜流流动状态的影响.首先,通过数值模拟研究了润湿性对膜流流动状态的影响.结果表明,当润湿性不好时,液态金属膜流容易发展为溪状流而不能完全覆盖底壁,入口膜厚较薄时更易发展为溪状流;在入口膜厚及其它情况相同时,密度越小越易发展为溪状流.其次,研究了磁场对膜流流动状态的影响.结果表明,槽道与流体润湿性不好时,有磁场情况下液态金属膜流覆盖底壁的区域较无磁场时增加,强磁场对膜流的湍流有抑制作用.最后,液态金属膜流实验结果表明,润湿性不好时,镓铟锡合金膜流容易收缩发展为溪状流,这与数值模拟的结果是一致的.上述研究结果对磁约束聚变堆液态第一壁的设计具有指导意义.     

EAST液态锂限制器分配盒参数对锂流动性影响

为考察溢流孔结构几何参数及壁面电导率对液态锂流动的影响,通过数值模拟方法对不同尺寸、形状及壁面电导率的溢流孔中液态锂的流动进行了数值模拟。结果表明：溢流孔的截面宽度越小,其出口的速度分布越均匀,速度峰值也越小,但溢流孔进出口之间的压力降会显著增加;且随着壁面电导率增大,MHD压降也随之增大。对于圆形及椭圆形截面的溢流孔,其出口的速度分布远比矩形溢流孔均匀。另外,关于限制器热平衡的计算有助于保证限制器的安全稳定运行。结果对分配盒几何参数的设计、电磁泵及冷却系统的设计具有重要的指导意义。     

Second-order slip MHD flow and heat transfer of nanofluids with thermal radiation and chemical reaction

The effects of the second-order velocity slip and temperature jump boundary conditions on the magnetohydrodynamic (MHD) flow and heat transfer in the presence of nanoparticle fractions are investigated. In the modeling of the water-based nanofluids containing Cu and Al₂O₃, the effects of the Brownian motion, thermophoresis, and thermal radiation are considered. The governing boundary layer equations are transformed into a system of nonlinear differential equations, and the analytical approximations of the solutions are derived by the homotopy analysis method (HAM). The reliability and efficiency of the HAM solutions are verified by the residual errors and the numerical results in the literature. Moreover, the effects of the physical factors on the flow and heat transfer are discussed graphically.     

基于MHD的磁射流抛光中流场的分析与模拟

从理论上分析了磁射流抛光中的磁场与流场的相互作用,构建了磁射流抛光的冲击射流模型,基于磁流体动力学对磁射流抛光过程的紊动冲击射流进行数值模拟,得到了磁射流抛光过程的连续流场和射流在工件壁面上的压力、速度、紊动强度分布。通过比较射流抛光和磁射流抛光的数值计算结果,分析了磁流变效应对射流稳定性的影响,从射流的流场、速度、紊动强度等方面分析射流在磁场中稳定的原因。     

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将理想全二维磁流体(MHD)稳定性数值代码GATO成功移植到HL-2A高性能计算系统,并用其模拟研究了HL-2A装置一次典型弹丸注入实验的等离子体的理想MHD稳定性。利用HL-2A装置第4050次放电的实验数据,应用EFIT代码重建了几个时间片的平衡位形,然后应用GATO代码对每个平衡位形的MHD稳定性进行了计算。通过对结果进行分析比较得出初步结论,由于弹丸注入而造成的反剪切位形的致稳作用,可以提高等离子体的约束性能。     

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通过数值模拟研究了欧姆定律中的Hall效应修正对MHD湍流的能量衰减的影响。在低或没有磁螺旋性约束的情况下推导出了 t–1能量衰减律。     

环状狭缝通道流动沸腾换热的实验研究

以蒸馏水为工质进行了实验研究。分析了影响流动总压降的因素,给出了计算摩擦压降的经验关系式,实验数据与计算结果误差约±15％,此关系式可以用来预测该实验范围内的摩擦压降。同时还给出了计算流动沸腾传热系数的经验关系式,实验数据与计算结果误差为-17％～13％,此关系式可以用来预测该实验范围内的流动沸腾传热系数。     

化学反应对流过半无限垂直多孔板的粘性耗散非定常磁流体流动的影响

分析了化学反应,对流过半无限竖直多孔板的、粘性耗散的、非定常的磁流体流动的影响．利用随时间变化的相似参数,将运动、能量、溶质的控制方程变换为常微分方程,并用有限单元法数值地求解所得到的常微分方程．用图形给出了不同参数对速度、温度和浓度分布的影响,用表格给出了不同物理参数值时,表面摩擦力、Nusselt数和Sherwood数的数值．     

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.