Вторичные режимы магнитогидродинамического течения в изогнутой трубе

  • А.В. Проскурин Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия)
  • А.М. Сагалаков Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)
Ключевые слова: магнитная гидродинамика, изогнутая труба, спектрально-элементный метод

Аннотация

Исследование течений электропроводящей жидкости в магнитном поле становится актуальным по мере реализации планов строительства исследовательских и промышленных термоядерных реакторов. Такие установки содержат большое количество узлов сложной формы, в которых жидкие металлы движутся в присутствии магнитных полей. Эксперименты в этой области очень затратны, поэтому большая роль в исследовательских и проектных работах отводится численному моделированию. Авторами рассмотрено течение вязкой электропроводящей жидкости в трубе, изогнутой под углом в девяносто градусов. Жидкость протекает по трубе под действием градиента давления, магнитное поле направлено параллельно входному патрубку. Для моделирования течения использовался МГД-решатель, построенный на спектрально-элементной библиотеке Nektar++. Спектрально-элементный метод сочетает высокую точность спектральных и пространственную гибкость конечно-элементных методов. В настоящее время спектрально-элементные методы активно разрабатываются. Авторы обнаружили вторичные стационарные режимы магнитогидродинамического течения, которые отличаются от случая без магнитного поля: во входном патрубке образуется вихрь или противоток жидкости, тогда как отрыв потока в выходном патрубке подавляется магнитным полем.

DOI 10.14258/izvasu(2018)1-07

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

А.В. Проскурин, Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия)
доцент кафедры прикладной математики Алтайского государственного технического университетаим. И.И. Ползунова
А.М. Сагалаков, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)
профессор кафедры общей и экспериментальной физики Алтайского государственного университета

Литература

Proskurin A.V., Sagalakov A.M. A new branch of instability of the magnetohydrodynamic Poiseuille flow in a longitudinal magnetic field //Technical Physics Letters. — 2008. — Т. 34, №. 3.

Pellegrini M., Endo H., Ninokata H. Numerical investigation of bent pipe flows at transitional Reynolds number // In Progress in Nuclear Energy. — 2011, Volume 53, Issue 7. D01:10.1016/j.pnucene.2011.02.005.

Spedding P., Benard E., McNally G. Fluid flow through 90 degree bends // AsiaPacific Journal of Chemical Engineering. — 2004. — Т. 12, № 1-2. D0I:10.1002/apj.5500120109.

Davidson P.A. An Introduction to Magnetohydrodynamics. — Cambridge: 2001.

Landau L., Lifshitz E. Electrodynamics of Continuous Media (Second Edition Revised and Enlarged), volume 8 of Course of Theoretical Physics. — Amsterdam: 1984.

Krasnov D., Zikanov O., Boeck T. Comparative study of finite difference approaches in simulation of magnetohydrodynamic turbulence at low magnetic Reynolds number. // Computers & fluids. 2011, 50(1). D0I:10.1016/j.compfluid.2011.06.015.

Patera A.T. A spectral element method for fluid dynamics: laminar flow in a channel expansion //Journal of computational Physics. — 1984. — Т. 54, № 3.

Cantwell C.D., Moxey D. et al Nektar plus plus : An open-source spectral/hp element // Computer Physics Communications. — 2015, 192. D0I:10.1016/j.cpc.2015.02.008

Karniadakis G., Sherwin S. Spectral/hp Element Methods for omputational Fluid Dynamics: Second Edition. — 0xford: 2005.

Proskurin A.V., Sagalakov A.M. A spectral/hp element solver for magneto-hydrodynamics // arXiv preprint arXiv:1707.08957. — 2017.

Karniadakis G., Israeli M., Orszag S. High-order splitting methods for the incompressible Navier-Stokes equations //Journal of computational physics — 1991. — 97,2. D0I:10.1016/0021-9991(91)90007-8.

Опубликован
2018-03-06
Как цитировать
1. Проскурин А., Сагалаков А. Вторичные режимы магнитогидродинамического течения в изогнутой трубе // Известия Алтайского государственного университета, 2018. № 1(99). С. 44-47. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-07.