液态金属自由表面膜流MHD效应的数值模拟

核聚变与等离子体物理 ›› 2008, Vol. 28 ›› Issue (1): 28-33.

液态金属自由表面膜流MHD效应的数值模拟

张秀杰，许增裕，潘传杰，康伟山

(核工业西南物理研究院，成都 610041)

收稿日期:2006-06-15 修回日期:2007-11-28 出版日期:2008-03-15 发布日期:2011-04-07
作者简介:张秀杰(1979-)，男，山东郯城人，在读硕士研究生，研究方向主要为液态金属磁流体力学效应的数值模拟及实验。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(B10275019，B10775042)

Numerical simulation of MHD effect of liquid metal free surface film flows

ZHANG Xiu-jie, XU Zeng-yu, PAN Chuan-jie, KANG Wei-shan

(Southwestern Institute of Physics, Chengdu 610041)

Received:2006-06-15 Revised:2007-11-28 Online:2008-03-15 Published:2011-04-07

摘要/Abstract

摘要：

对液态金属自由表面膜流在强磁场下的磁流体力学效应进行了数值模拟研究，获得了液态金属自由表面的形状、截面流速分布及截面上的电动势分布，从而能对膜流的一些磁流体动力学行为作出解释。数值计算结果与理论分析和实验结果符合较好。由实验和数值模拟结果可以得出，液态金属膜流通过强磁场时，磁场会阻碍膜流的运动。

关键词: 磁流体力学, 自由表面, 膜流, 液态金属, 数值模拟

Abstract:

Numerical simulation is implemented to analyze magnetohydrodynamics (MHD) instabilities of liquid metal (LM) free surface film-flow, which is flowing in a strong magnetic field. The shape, velocity and electrical potential profile in the cross-section of the film-flow are also given. Thereby the MHD behavior of LM free surface film-flow can be well explained. The numerical simulation results are in good agreement with experimental data. The results show that the magnetic field may hinder the liquid metal film-flow from motion when it flows through a strong magnetic field.

Key words: Magnetohydrodynamics, Free surface, Film flow, Liquid metal, Numerical simulation

中图分类号:

TL62+7

张秀杰，许增裕，潘传杰，康伟山. 液态金属自由表面膜流MHD效应的数值模拟[J]. 核聚变与等离子体物理, 2008, 28(1): 28-33.

ZHANG Xiu-jie, XU Zeng-yu, PAN Chuan-jie, KANG Wei-shan. Numerical simulation of MHD effect of liquid metal free surface film flows[J]. NUCLEAR FUSION AND PLASMA PHYSICS, 2008, 28(1): 28-33.

[1]	董铠玮, 王俊, 王晓宇, 武兴华, 郭礼凯. 横向倾斜磁场作用下铁磁低活化钢矩形管道内磁流体流动的分析 [J]. 核工业西南物理研究院, 2025, 45(1): 98-103.
[2]	吕欣婷, 张秀杰, 王磊, 孙振超, 赵耀. U 型耦合管道内液态金属 MHD 效应研究[J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(4): 373-379.
[3]	李宁, 徐皓, 杨庆喜, 陈建, 陈仕琳, 陆坤 . 基于 Fluent 的球形托卡马克装置磁体的水冷结构设计 [J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(3): 282-289.
[4]	赵耀, 孙振超, 张秀杰, 潘传杰, 王磊. 钐钴永磁流量计研制与锂铅自然对流回路流速测量 [J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(3): 323-327.
[5]	宋先平, 席剑飞, 陆洋, 蔡杰, 顾中铸. 基于COMSOL的不同温度气体脉冲放电特性的数值模拟研究[J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(1): 111-118.
[6]	刘晋, 周展如, 黄生洪, 叶民友. 偏滤器微纳表面冷却通道的过冷流动沸腾数值模拟[J]. 核工业西南物理研究院, 2023, 43(4): 392-401.
[7]	郝郁, 黄向玫, 刘熙罡, 李波, 李伟. 气体注入系统的检漏系统中氚监测支路进气量的数值模拟及结构优化[J]. 核聚变与等离子体物理, 2023, 43(2): 169-174.
[8]	王凡, 张秀杰, 潘传杰. 高特征参数下绝缘圆管内液态金属 MHD 效应研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2023, 43(2): 175-179.
[9]	李帅星, 王一男, 王莉. 大气压脉冲调制射频氩气放电等离子体特性的数值研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021, 41(4): 591-597.
[10]	鲁鑫, 吴雪科, 胡世林, 严一帆, 李正吉, 王占辉. HL-2A 充气弹丸注入加料的数值模拟研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021, 41(3): 199-206.
[11]	刘萍，丁文龙，靳海波. 非均匀加热条件下内插扭带管强化传热模拟分析[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021, 41(2): 167-173.
[12]	谭耀, 马骏, 项农 . 基于微扰守恒模型的磁流体模拟并行计算 [J]. 核聚变与等离子体物理, 2021, 41(1): 8-15.
[13]	王坤，姜林村，张董，张阅，王天浩. 真空中金属丝电爆炸数值模拟研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2020, 40(4): 315-320.
[14]	王一男，孟晓东，李帅星，金莹，王莉，张艳华，石凤燕. 大气压双频氦气放电等离子体特性的数值研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2019, 39(4): 373-378.
[15]	李平川，唐德礼*，赵杰，张帆. 圆柱形阳极层霍尔推进器磁极溅射数值模拟[J]. 核聚变与等离子体物理, 2019, 39(2): 181-187.