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给出了通道插件管道MHD效应的初步实验结果,结果表明：中心区流速分布与数值预测的差别较大,且不同位置的管道截面流速分布不同,在压力平衡孔之间呈周期性变化;宏观的中心区与边缘区流量分配、MHD压降与简化理论预测结果相接近。这些数据将给FCI管道数值分析模型的完善和液态包层设计提供参考。     

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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。     

涂层裂纹的MHD压降研究

目前的研究已表明,自冷包层中的MHD压降问题可以在与液态金属流体接触的通道壁上涂电绝缘陶瓷涂层或自修复涂层而得到很好的解决。但因热应力等因素引起陶瓷出现裂纹或剥落,在陶瓷涂层出现裂纹或剥落后的MHD压降需要开展相应的实验工作。考虑到低成本和方便的涂层工艺,本研究中的绝缘涂层使用了在回路的运行温度下与流体介质相容的聚氨基甲酸脂,用旋转加热法在外径为64mm、内径为57mm的导电实验段的内壁均匀地涂上2.65mm厚的聚氨基甲酯酯电绝缘涂层,涂后的流道内径为51．7mm,如图1所示,D1－D5为设置的模拟涂层裂纹的铜电极,电要直径为10mm,长为100mm。P1和P2为差压传感器接口,间距为500mm。LEVI探针可测量该方向上的MHD流速分布。P1和P2,电极D1－D5以及LEVI接口均位于电磁铁提供的均匀磁场区域,其方向与液态金属流速和外加磁场垂直。采用特殊的涂层工艺,使每个接口连接处的液态金属不会通过这些电极、差压接口以及LEVI接口与导电的实验段外壁短路,确保全绝缘和各种模拟裂纹的MHD压降实验的可靠性和准确性。     

Numerical Simulation of MHD Jet Flows

Liquid metal free surface flows （films, jets and droplets） are considered as diverter/ limiter system and first wall in fusion reactor, but the knowledge Of liquid metal free surface under a non-uniform magnetic field is very limited. In this article, the stability of a jet flow under a gradient magnetic field is investigated, and its MHD effects are the top concern. Based on numerical simulation and experimental results, a simplified model is developed to analyze the MHD effects of the jet flow and to explain the reason why it can keep stable under a strong non-uniform magnetic field.     

HL-1装置MHD稳定性的研究

利用傅里叶分析和相关分析方法,研究了HL-1装置等离子体MHD不稳定性的特征和抑制不稳定性的若干方法及结果,给出了HL-1装置的稳定运行区域。     

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基于感应电磁场方程发展了低磁雷诺数条件下充分发展液态金属管道流的数值模拟程序。为了校正程序,分别计算了两种工况：液态金属在全绝缘管道和部分绝缘管道中的流动,数值结果与Hunt和Shercliff的解析解吻合的很好,表明该程序具有很高的精度。最后利用发展的程序对液态金属钠钾合金在管壁材料为304不锈钢的全导电管道中的流动进行了数值模拟,并对流速分布和MHD压降结果与实验结果进行了比较,结果表明数值与实验结果吻合较好。     

基于小波变换的MHD信号的提取

混有干扰的Mirnov信号是一类非平稳,和Fourier变换的方法进行MHD信号的提取不能取得满意的效果,因而提出采用小波变换的方法对Mirnov信号进行处理。理论分析与实验结果表明,利用小波变换的时频分析特怀对Mirrnov信号进行滤波处理,可以有效地去除干扰,提取出有用的MHD信号。     

HL-1装置电流上升段MHD不稳定性

在托卡马克放电的初始阶段,由于存在变化的等离子体电流,一般会出现等离子体电流的趋肤分布,这种分布会导致MHD不稳定性的发展和产生破裂。早期的托卡马克实验,对放电初始阶段的MHD扰动现象做过许多讨论和研究。A1cator-A在电流上升段观测到的大多数破裂发生在q_L=1.6模处,同时观察到MHD扰动模式随时间从高模向低模的发展。电流初始阶段的上升率对平顶段的放电特性也有重大影响,在FT上,只有在等离子体电流上升率为1.2—2.6MA.s~(-1)时,才能实现低q_L的等离子体参数运行。     

非圆截面等离子体MHD不稳定性的研究

本文采用阶跃电流模型研究了非圆截面环电流器等离子体的MHD不稳定性,使札哈洛夫(Zakharov)的工作推广到非圆截面,得到了新的稳定性判据。它指出了椭圆形变,三角形变,电流梯度以及q值(所谓的安全因子)对等离子体的β值的影响。为了得到最大的β值,本文给出了最佳q值公式。对等离子体的不同参数计算了临界β值,并与由局部模判据和气球模的数值计算所得到的结果进行了比较。文中指出,电流梯度的存在是对等离子体β值影响的重要因素;非圆截面等离子体比圆截面等离子体可能得到更高的β值。     

Fractional Green–Naghdi theory for thermoelectric MHD

ABSTRACT

In this work, we use the Green–Naghdi theory of thermomechanics of continua to derive a linear theory of MHD thermoelectric fluid with fractional order of heat transfer. This theory permits propagation of thermal waves at finite speed. The one-dimensional model of the theory is applied to Stokes’ flow of unsteady incompressible fluid due to a moving flat plate in the presence of both heat sources and a transverse magnetic field. The problem was solved using the Laplace transform technique. The solution in the transformed domain is obtained by a direct approach. A numerical method based on a Fourier-series expansion is used for the inversion process. The thermoelectric effects with fractional parameter on the temperature and velocity fields are analyzed and discussed in detail with the aid of graphical illustrations.     

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。     

Hybrid Method for Tokamak MHD Equilibrium Configuration Reconstruction

A hybrid method for tokamak MHD equilibrium configuration reconstruction is proposed and employed in the modified EFIT code. This method uses the free boundary tokamak equilibrium configuration reconstruction algorithm with one boundary point fixed. The results show that the position of the fixed point has explicit effects on the reconstructed divertor configurations. In particular, the separatrix of the reconstructed divertor configuration precisely passes the required position when the hybrid method is used in the reconstruction. The profiles of plasma parameters such as pressure and safety factor for reconstructed HL-2A tokamak configurations with the hybrid and the free boundary methods are compared. The possibility for applications of the method to swing the separatrix strike point on the divertor target plate is discussed.     

ECRH Experiments and MHD Instabilities on HL-1M

Electron cyclotron resonance heating (ECRH) is a very reliable electron heating method in magnetized plasmas. The power deposition profile is localized and predictable. High power ECRH was used in the RTP tokamak to achieve stable plasmas     

HL—IM装置等离子体MHD平衡问题分析

本文论述了用二维轴对称平衡模型计算和分析带铁芯变压器的HL-1M装置等离子体MHD自洽平衡问题。对固定边界和自由边界的等离子体平衡分别作了计算,给出了等离子体平衡的计算结果和磁通量图的研究结果,为HL-1M装置极向场系统设计和建造提供了可靠的数据,也为将来装置的运行提供了很好的数值编码。     

交错网格下MHD相容守恒格式的发展

在低磁场雷诺数条件下,基于电势泊松方程,发展了交错网格下可以精确计算电流和洛伦兹力(电磁力)的相容守恒格式。采用压力为变量的原始变量法求解不可压缩Navier-Stokes方程,所计算的电流满足电荷守恒定律,所计算的电磁力满足动量守恒定律。对金属流体在Hartmann数50~5000范围内验证了格式的精确性。交错网格下相容守恒格式的发展为后续MHD稳定性分析、湍流的大涡模拟及直接数值模拟提供很好的选择。     

HT-7装置MHD的实时检测与控制

在HT-7装置实验研究中,利用主动反馈调制低杂波(LHW)实时有效地抑制了MHD不稳定性。介绍了用DAQ2010高速采集卡为硬件的系统对HT-7装置实验中MHD的实时检测和控制。