工程磁流体力学

磁流体力学研究的是导电流体与电磁场的相互作用问题。这里说的导电流体大致可分为两类,即导电液体与导电气体。导电液体包括:水银、融化的金属(如:锂、钾、钠、钢、铁、铝、镁、铅、铋以及各种合金等)和海水。导电气体主要是指电离气体。在正常状态,气体分子或原子是不导电的。原子中的电子受着原子核的库伦力的束缚。使电子脱离原子核的束缚需要一定的能量,我们称之      

等离子体物理学和流体物理学的学科现状及其与其它学科的相互渗透

流体物理学研究的是液体和气体。等离子体物理学研究的是电离气体。人类是在其机体内外与空气和水的密切接触中生活的。研究液体和气体受力和运动的学科称为流体动力学(流体物理学或流体力学)。当液体加热时就变成气体;当气体进一步加热时,负电子受热而脱离正离子,于是就产生了“电离”气体或等离子体。对这种电离物质属性的研究称为等离子体物理学。在宇宙中除了在行星和气体云中的较小的但也是重要的部分外,几乎所有物质都以电离状态存在。我们的生活是浸没在流体之中,但在宇宙尺度上又被等离子体所包围。      

流体物理学现状

在许多情况中,例如星体热气体中,流体和等离子体的一般描述是一致的。当与电离状态有关的电磁力显得重要时,通常才把“等离子体”严格区分开。以电离的恒星气体为例,当考虑压力、粘性、重力和旋转所引起的力时采用“流体”概念来描述介质行为,当加进电磁场的限制时,用“等离子体”概念来描述就更适宜了。      

不可压缩粘性导电流体一维定常及不定常流动问题

1.引言 磁流体力学与流体力学的区别之一是有些物理量不能事先给定,这使得在确定边界条件时会遇到困难。例如,在一般情况下,磁场的边界值不能事先给定。因为当导电流体运动时,感应电流也将产生磁场,就使外加磁场发生畸变。忽视这一点,会使求出的解与实际情况不符。     

电磁波导的奇异元与对偶有限元分析

基于电磁波导的对偶变量变分原理以及Hamilton正则方程,将含有奇异性的电磁场问题导入Hamilton体系下进行分析,通过分离变量及共轭辛本征函数向量展开法,构造出可以表征电磁场奇异性的奇异解析元。奇异元的采用克服了普通单元处理含有导电劈和介质楔的波导问题的困难,同时能够方便地与电磁对偶元相结合,保持了有限元方法的灵活性,具有较高的精度。     

漂移管中离轴圆电子束的自洽场

研究连续束在圆截面的良导电束管内离轴传输问题。研究离轴圆形连续束在半径为Rw的束管内所激发的自洽电磁场，从而进一步求出束管表面上的面电荷分布σ（θ）、象电流分布K（θ）和电磁场分布。介绍所得结果的应用。     

孔隙地层中声波诱导的电磁场测井响应模拟

声电效应测井过程中,当充流体井中发射的声波传播至井外时,在孔隙地层中引起含带电离 子的孔隙流体相对于固体骨架流动,导致电磁场. 在忽略转换电磁场对声场影响的条件下,先采用Biot-Rosenbaum模型计算孔隙地层中的 声场,再计算声波诱导的电场和磁场. 计算结果表明,有伴随纵波波群和横波波群的电磁场、有伴随斯通利波的电磁场,还有微弱的 临界折射电磁波. 计算还表明: 接收器偏离井轴越远,电场和磁场的强度越大; 在井壁处,磁场强度的波形与轴向电场强度的波形相似.     

在椭圆截面管道中的磁流体动力学管流

对于在外加横向均匀磁场下,不可压缩、粘滞、导电液体流经椭圆截面管道的一维定常流动问题,本文第一次给出其解析解,文中假设流体在绝缘管壁上没有滑动。     

矩形截面直管的磁流体力学流动

一、前言 外加磁场平行于电极平面的导电流体内部流动,是一类重要的磁流体力学管道流动问题。在实用上,研究这类问题可以为磁流体力学直接发电器、电磁泵、电磁流量计等工程磁流体力学课题提供理论分析的依据。在理论机理上,研究壁面的电势间断在流场中     

导电圆柱薄壳的热磁弹性效应分析

研究了磁场环境中受机械载荷作用的导电圆柱薄壳的热磁弹性问题．首先,根据电动力学方程和广义Ohm定律,得到了导电薄壳电流密度的分布,考虑到Joule热效应及热平衡方程,得到了导电薄壳的温度分布．其次,通过几何方程、物理方程、运动方程和电动力学方程导出了导电薄壳在机械场、电磁场以及温度场作用下的基本方程．最后,采用差分法及准线性化方法,得到了可以应用离散正交法求解的准线性微分方程组．对于导电圆柱薄壳,得到了Lorentz力表达式,并且推导了温度场积分特征值．讨论了导电圆柱薄壳应力、温度及变形随外加电磁参量的变化规律,并通过实例证实了可以通过改变电、磁、力场的参数来实现对薄壳的应力、应变、温度的控制．     

液态金属电磁泵

液态金属电磁泵是一种利用液态金属中的电流和磁场相互作用而产生的电磁力来输送液态金属的装置,简称电磁泵。液态金属是一种导电的连续介质。它在电磁场的作用下,有一系列不同于普通电机的独特现象。电磁泵没有机械转动部件,因     

液态金属电磁泵

液态金属电磁泵是一种利用液态金属中的电流和磁场相互作用而产生的电磁力来输送液态金属的装置,简称电磁泵。液态金属是一种导电的连续介质。它在电磁场的作用下,有一系列不同于普通电机的独特现象。电磁泵没有机械转动部件,因 ...     

爆炸对自然磁场干扰机理

爆炸产生的电磁场对爆炸测试有较明显的干扰,一些含金属炸药产生的电磁干扰甚至可以使设备失效,为了给出爆炸产生电磁效应的理论分析方法和特性,针对常规炸药爆炸过程中观察到的自然磁场扰动现象进行理论机理和数值模拟研究.采用热平衡电离理论描述爆炸过程中产生的电离气体,结合爆炸问题的数值模拟方法,获得爆炸场中电导率的时空分布,计算磁场扩散率;基于非理想全磁流体力学方程求解一定磁扩散率下等离子体高速运动引起的自然磁场扰动,实现爆炸产生磁场效应的二维模拟;对比炸药不同起爆条件对产生磁场扰动的影响,结果表明:炸药起爆参数对磁场扰动有很大的影响,这种影响源自于电导率的巨大差异,虽然爆轰产物的高速运动有引起磁场大幅度扰动的能力,然而只有具有一定电导率的爆轰气体才能冻结磁场扰动.数值模拟结果与文献中的结果进行了对比,模拟得到的由电磁波引起的磁场扰动在时间尺度上与文献结果符合较好,从一定程度上证明了数值模拟方法的可靠性.本文的数值模拟结果指出炸药几何构型不对称的时候,在自然磁场取不同方向时将会产生不同的磁场扰动强度,而这是目前该领域中尚且无人关注和讨论过的问题.     

爆炸对自然磁场干扰机理

爆炸产生的电磁场对爆炸测试有较明显的干扰, 一些含金属炸药产生的电磁干扰甚至可以使设备失效, 为了给出爆炸产生电磁效应的理论分析方法和特性, 针对常规炸药爆炸过程中观察到的自然磁场扰动现象进行理论机理和数值模拟研究. 采用热平衡电离理论描述爆炸过程中产生的电离气体, 结合爆炸问题的数值模拟方法, 获得爆炸场中电导率的时空分布, 计算磁场扩散率; 基于非理想全磁流体力学方程求解一定磁扩散率下等离子体高速运动引起的自然磁场扰动, 实现爆炸产生磁场效应的二维模拟; 对比炸药不同起爆条件对产生磁场扰动的影响, 结果表明: 炸药起爆参数对磁场扰动有很大的影响, 这种影响源自于电导率的巨大差异, 虽然爆轰产物的高速运动有引起磁场大幅度扰动的能力, 然而只有具有一定电导率的爆轰气体才能冻结磁场扰动. 数值模拟结果与文献中的结果进行了对比, 模拟得到的由电磁波引起的磁场扰动在时间尺度上与文献结果符合较好, 从一定程度上证明了数值模拟方法的可靠性. 本文的数值模拟结果指出炸药几何构型不对称的时候, 在自然磁场取不同方向时将会产生不同的磁场扰动强度, 而这是目前该领域中尚且无人关注和讨论过的问题.      

弱引力场中活塞运动的球对称解

本文研究在弱引力场中活塞球对称运动的气体动力学过程。取特征重力逃逸速度与流体质点运动特征速度之比为小参数展开,零级近似是活塞运动的普通气体动力学球对称问题。一级近似表明了引力场的影响。数值结果给出了活塞与激波间的流场。对强激波给出了分析解。分析讨论了本结果与平面活塞及柱对称解的差别,以及球对称条件下引力场的影响。     

箔片轴承摩擦表面涂层的新方法

本文论述了一种将氟化石墨-聚酰亚胺粘结固体润滑涂层涂覆在用于高速气体箔片轴承中的箔片零件摩擦接触表面上的新方法。 目前,工艺流体轴承或气体轴承的应用日益广泛。这些流体轴承一般都由有预定间隔的两个相对运动的零件组成。在此间隔中充满空气之类的流体,其在动态条件下形成一种支持用的流体“楔块”,可以防止两个相对运动零件之间的接触。     

泡内气体热力学性质对空泡溃灭的影响

数值研究固壁附近轴对称空泡溃灭问题. 忽略泡内气体与周围流体之间的质量和热交换, 假设气体瞬时处于热平衡状态, 通过引入不同的热力学模型, 考察泡内气体在空泡溃灭过程中的作用. 采用原始变量的Navier-Stokes方程作为流场的控制方程, 用流体体积方法跟踪运动空泡壁. 数值结果显示空泡溃灭过程中, 伴随空泡变形, 空泡发出多个高压脉冲和高速射流. 对于不同的热力学模型, 等温, 绝热和准绝热过程, 绝热过程能够最大程度抑制空泡溃灭, 从而减弱空泡溃灭对固壁造成的空蚀破坏. 在绝热及其类似过程中, 出现空泡回弹现象.     

充满流体的膨胀管中的激波

引言不可压缩流体流过膨胀管,在某种程度上,与气体流过刚性管相似。在这两种系统中都可能建立波,只是前者是由于管子的膨胀所致,而后者则是由于气体的压缩所致。膨胀管的波的传播过程主要发生在生物系统中,例如,大动脉、大静脉或泌尿管中,      

MAGNETO-THERMO-ELASTIC COUPLED DYNAMICS EQUATIONS OF AXIALLY MOVING CARRY CURRENT PLATE IN MAGNETIC FIELD

针对磁场环境中轴向运动载电流导电板磁热弹性耦合动力学建模问题进行研究. 考虑几何非线性和热效应条件下, 给出薄板运动的动能、应变能以及外力虚功的表达式.应用哈密顿变分原 理, 推得力、运动、电、磁和热效应相互作用下轴向运动导电板的非线性磁热弹性耦合振动方程.基于麦克斯韦电磁场方程, 考虑相应的电磁本构关系和电磁边界条件, 推得磁场环境中轴向运动载电流导电板满足的电动力学方程和所受电磁力表达式, 并给出焦耳热作用下耦合形式的热传导方程. 算例表明, 磁场等参量对动力学系统分岔特性有明显影响.所得结果可为此类问题的进一步求解和分 析提供理论参考.     

重力埸中完全电离的不可压缩粘性等离子体层的不稳定性

一、引言 1953年指出,在磁场中具有分界面的两种导电的流体介质,其平衡状态可以是稳定的。其后M.Kruskal和M.Schwarzschild研究了重力场中为水平磁场所支持的半无限空间中导电率为无限大的可压缩等离子体的平衡,说明了在重力作用下这一平衡具有不稳定性。本文考虑重力场中为水平磁场所支持的不可压缩等离