| 基于OpenFOAM的磁流体求解器的开发和应用 |
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| 引用本文： | 李尚卿,王伟民,李玉同.基于OpenFOAM的磁流体求解器的开发和应用[J].物理学报,2022(11):424-433. |
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| 作者姓名： | 李尚卿 王伟民 李玉同 |
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| 作者单位： | 1. 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心;2. 中国科学院大学物理学院;3. 中国人民大学物理学系;4. 松山湖材料实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(批准号:11827807,11775302)资助的课题~~； |
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| 摘 要： | 基于计算流体力学平台OpenFOAM,本文开发了一套可压缩磁流体求解器,并将其应用于二维和三维的跨音速束流模拟.该求解器对OpenFOAM自带的密度基中心差分黎曼求解器rhoCentralFoam进行了修改,植入一个隐式压力分离算法用以控制磁场散度误差并保证模拟结果的数值精度.本文对此求解器进行了检测,证明了它的收敛阶在1—2之间,并将其应用到强激光等离子体的磁流体模拟.利用该求解器,本文讨论了外加均匀轴向磁场对激光等离子体喷流的影响,发现了喷嘴和结节位置与热压比开方之间的线性关系.本文还分析了电容线圈中产生的非均匀磁场对激光等离子体喷流的影响.初步模拟结果表明,当线圈中心磁场相同时,小尺寸线圈产生的磁场会加快喷嘴和结节的形成,等效的均匀轴向磁场更大.此模拟结果可以作为我们将来的磁化喷流实验的参考.同时,这样物理结果表明该磁流体求解器适合做面向激光等离子体实验的工程计算,可以应对构型比较复杂的场合.
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| 关 键 词： | 可压缩磁流体力学求解器 计算流体力学 OpenFOAM程序 强激光等离子体 磁流体模拟 |
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