反场构形的二维磁流体力学描述

磁化靶聚变技术作为实现纯聚变的一种途径,不需要惯性约束聚变的高初始密度(约1026cm-3),也不需要磁约束聚变的长约束时间(秒量级),可能是一种实现纯聚变更低廉更有效的途径.开发了一个二维磁流体力学模拟程序MPF-2D,用于描述反场构形的形成过程.采用该程序对美国洛斯阿拉莫斯国家实验室在反场构形形成装置上形成反场构形的实验进行了二维模拟和分析,理论值与实验值符合得较好;同时也对中国工程物理研究院流体物理研究所设计的"荧光-1"实验装置上形成的反场构形进行了模拟与评估,结果表明该装置上的反场构形基本达到设计指标.     

高超声速湍流流动磁流体动力学控制机理

基于低磁雷诺数假设建立完全气体湍流流场、磁场耦合模型.数值计算方法上,通过AUSMPW+格式和LUSGS隐式处理方法求解磁流体动力学湍流流动方程,其中湍流模型采用Spalart-Allmaras模型.分析了不同外加磁场条件下平板及压缩拐角湍流边界层流动控制效果.研究表明:湍流边界层磁流体动力学流动控制效果与洛伦兹力大小正相关;外加磁场作用下,洛伦兹力的方向和流动方向相反,此时洛伦兹力起到减速的作用,减少了近壁面流体的动量,降低了边界层抵抗分离的能力;逆流向洛伦兹力减小了壁面的剪切应力,从而降低湍流流场壁面摩擦阻力系数,洛伦兹力对流体做负功,边界层内温度增加;磁相互作用位置对磁流体动力学分离区控制效果存在较大影响,工程应用中需配置合理的磁场布局方案.     

磁驱动飞片二维磁流体力学数值模拟

针对磁驱动高速飞片发射技术,建立了磁驱动飞片的二维磁流体力学数学模型,并考虑了焦耳热对飞片的影响。在四边形网格的基础上,采用算子分裂法,把磁流体力学方程依次分成热扩散、磁扩散、理想流体力学三个物理过程进行求解,研制了磁驱动飞片二维磁流体力学数值模拟程序。对美国Sandia国家实验室Z装置上的一个磁驱动飞片发射实验进行了数值模拟,并分析了不同时刻焦耳加热对飞片的烧蚀情况,计算得到的飞片自由面速度曲线与实验激光速度干涉仪测量的结果相吻合。     

磁驱动飞片二维磁流体力学数值模拟

针对磁驱动高速飞片发射技术,建立了磁驱动飞片的二维磁流体力学数学模型,并考虑了焦耳热对飞片的影响。在四边形网格的基础上,采用算子分裂法,把磁流体力学方程依次分成热扩散、磁扩散、理想流体力学三个物理过程进行求解,研制了磁驱动飞片二维磁流体力学数值模拟程序。对美国Sandia国家实验室Z装置上的一个磁驱动飞片发射实验进行了数值模拟,并分析了不同时刻焦耳加热对飞片的烧蚀情况,计算得到的飞片自由面速度曲线与实验激光速度干涉仪测量的结果相吻合。     

二维弹塑性磁流体力学数值模拟

为了研究物质弹塑性对磁驱动实验运动过程、不稳定性发展等的影响,在MDSC2程序的基础上,增加了弹塑性模块,研制了包括弹塑性的磁流体力学程序,并进行了弹塑性项影响的数值模拟和分析。数值模拟表明：没有初始扰动时,弹塑性项几乎不影响套筒内外半径的运动轨迹;有初始扰动时,弹塑性项对磁驱动固体套筒的Rayleigh-Tayor不稳定性有明显的抑制作用。     

等离子体断路开关的一维磁流体力学数值模拟

 采用磁流体力学的方法对等离子体端路开关进行了一维数值模拟，通过对给定的进入等离子体的电流波形模型的计算，给出了轴向上等离子体的运动及其不同时刻的密度分布，分析了磁场在等离子体内部的异常渗透过程，指出考虑Hall效应是产生这一异常现象的最为主要的因素。     

内爆圆柱套筒磁通量压缩的磁流体力学计算

在一维反应流体动力学程序SSS的基础上扩充编制一维磁流体力学计算编码SSS/MHD,并对炸药内爆驱动的圆柱形套筒磁通量聚积发生器（MC-1装置）进行了一维磁流体力学模拟计算。分析了空腔磁场向压缩套筒和样品套筒壁中的磁扩散现象,结果表明,在压缩套筒壁中距离空腔0.2 mm处的磁感应强度最大值只有十几T;而在样品套筒壁中距离空腔0.2 mm处的磁感应强度最大值达到几百T,这主要是内外套筒运动速度不同,电磁力与内爆作用力平衡引起的。计算了空腔中磁感应强度的变化曲线和样品套筒内壁的速度历程曲线,得到与实验测试符合的结果。     

内爆圆柱套筒磁通量压缩的磁流体力学计算

在一维反应流体动力学程序SSS的基础上扩充编制一维磁流体力学计算编码SSS/MHD,并对炸药内爆驱动的圆柱形套筒磁通量聚积发生器(MC-1装置)进行了一维磁流体力学模拟计算。分析了空腔磁场向压缩套筒和样品套筒壁中的磁扩散现象,结果表明,在压缩套筒壁中距离空腔0.2mm处的磁感应强度最大值只有十几T;而在样品套筒壁中距离空腔0.2mm处的磁感应强度最大值达到几百T,这主要是内外套筒运动速度不同,电磁力与内爆作用力平衡引起的。计算了空腔中磁感应强度的变化曲线和样品套筒内壁的速度历程曲线,得到与实验测试符合的结果。     

太阳日冕物质抛射的磁流体力学性质

太阳是离地球最近的一颗恒星,太阳日冕物质抛射是太阳大气中最剧烈的一种活动现象.当日冕物质抛射爆发时,大量的等离子体物质从接近太阳日面的低日冕被抛出,瞬时释放出巨大的能量.当一部分这些物质和能量传播到地球附近时,可以造成短波通讯中断、卫星工作失常等破坏性现象.文章作者认为,是缠绕的太阳磁场提供了足够的能量,使这些日冕物质可以克服恒星的重力以及周边磁场的束缚抛射出来;而磁螺度在日冕中的不断积累,不仅为日冕物质抛射提供了能量基础,而且使爆发在一定程度上成为一种日冕演化的必然.     

含气泡液态金属的磁流体力学和Hartmann流动

本文给出含气泡液态金属的磁流体力学基本方程,以及Hartmann流动的解。     

MHD from a Microscopic Concept and Onset of Turbulence in Hartmann Flow

We derive higher order magneto-hydrodynamic （MHD） equations from a microscopic picture using pro-jection and perturbation formalism. In an application to Hartmann flow we find velocity profiles flattening towards the center at the onset of turbulence in hydrodynamic limit. Comparison with the system under the effect of a uniform magnetic field yields difference in the onset of turbulence consistent with observations, showing that the presence of magnetic field inhibits onset of instability or turbulence. The laminar-turbulent transition is demonstrated in a phase transition plot of the development in time of the relative average velocities vs. Reynolds number showing a sharp increase of the relative average velocity at the transition point as determined by the critical Reynolds number.     

HallЧӦ��MHD����������˥����Ӱ��

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。     

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。     

大气湍流对激光束传输的影响讨论

分析大气湍流对光束的传播所产生的几个效应，给出激光束在大气湍流中传输的反射回波光强概率密度函数。     

自适应光学湍流校正影响因素分析

本文讨论了激光发射自适应光学湍流校正系统的校正效果判据,并以大系统调制传递函数(MTF)为判据,通过计算机模拟计算,分析了湍流校正效果与激光发射系统的参数和大气湍流条件之间的关系。     

赤道面磁层顶位形的磁流体力学模拟研究

磁层顶位置和形状的动态特征描绘是地球物理和空间物理研究的难点之一.文章基于太阳风-磁层-电离层耦合的全球磁流体力学（MHD）数值模拟,运用电流密度极大法确定磁层顶位形,并具体研究两种典型太阳风动压（D_p）和几种不同行星际磁场的z分量（B_z）条件下,地球赤道面上方磁层顶动态特征.模拟结果显示,磁层顶日下点高度r₀主要由D_p控制.随着D_p增加,磁层顶被压缩,r₀显著减小.相同D_p条件下,在B_z由南向（B_z<0）逐渐减小,并转为北向（B_z>0）逐渐增大的过程中,r₀缓慢增大.不同条件下,磁层项张角φ变化较小,反映了赤道面磁层顶结构的相似性.与Shue98低纬磁层顶经验模型比较,MHD模拟能再现磁层顶日下点位置r₀对D_p的响应,而r₀随B_z变化的饱和性仅出现在低速太阳风条件下.MHD模拟和经验模型的磁层项张角φ差别小于2.5°,但模拟显示φ随B_z的变化趋势并非简单线性关系.     

非均匀磁场中自由表面液态射流的MHD稳定性分析

基于在液态金属实验回路上的实验,对非均匀磁场中液态金属射流的MHD稳定性进行了研究,建立了一个描述射流性能的简化模型。由此简化模型所得的结果与从实验获得的结果相比较表明,它们相当吻合,并发现在此液态金属射流中存在一个固有稳定性区域。     

旋转磁流体系统的变分原理及稳定性条件

本文舍去多方近似,从完整的MHD方程出发,对一个具有粘性,可压缩性,及自引力的旋转MHD系统给出变分原理和稳定性条件。     

脉冲波在强起伏湍流介质中的传播特征分析

提出分析脉冲波在强起伏湍流介质中传播的理论和数值方法,利用不同的波结构函数模型,计算了球面脉冲波在湍流介质中传播的双频互相关函数,给出了广延介质和薄屏结构的脉冲展宽和闪烁系数的数值结果,并与观测结果对比 关键词： 脉冲波 湍流介质 双频相关函数 脉冲展宽 闪烁系数