Вторичные режимы магнитогидродинамического течения в изогнутой трубе
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
Metrics
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.
Copyright (c) 2018 А.В. Проскурин, А.М. Сагалаков
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
