圆柱几何中附加层对稳态运动学发电机的影响：应用于VKS实验

“冯·卡门钠”（VKS）实验旨在研究高湍流和无约束流动中的流体磁发电机效应。为了最小化临界磁雷诺数以及所需的电机功率，人们在平均流和侧向边界条件的优化上投入了大量精力。本文的主要焦点在于“盖层”的作用，即叶轮与圆柱端壁之间的液态钠层。首先，我们研究了一个解析测试流，以表明盖层对发电机的效率可以产生矛盾的影响。临界磁雷诺数在较小的盖层厚度下呈现平坦的最小值，但随着层厚的增加而增大。对于实际的VKS几何结构，研究表明静态盖层会使临界磁雷诺数适度增加约12%。当在这些层中考虑一定的旋转流动时，可能会发生更显著的增加，增幅可达100%至150%。针对实际发电机装置，讨论了该问题的可能解决方案。