旋转镜中 Hartmann 流动中绝缘体端盖厚度的影响

我们提出了一种用于分析旋转镜中等离子体流动的框架。通过一系列物理假设，将三维圆柱坐标系中的磁氈流体动力学（MHD）方程简化为在横向磁场下浅薄立方体通道中的一维系统，类似于导管中的 Hartmann 流动。随后我们对该系统进行数值和解析求解，并计算了等拉姆数（Hartmann number）取值范围内的等离子体流速对绝缘体端盖厚度的依赖关系。我们观察到平均流速会出现超驶（overshoot），在达到稳态值之前减速，这一现象解析模型无法捕获。该超驶现象直接与绝缘体端盖的厚度以及外部电场成正比，对于外部磁场的依赖较弱。我们的简化模型可作为面向未来仿真的基准，后者将采用更为精细的物理模型和现实的磁场几何结构，针对采用更为精细物理模型和现实磁场几何结构的紧凑型磁力融合实验装置（Compact Magnetic Fusion Experiment, CMFX）进行研究。