环形通道中的磁流体力学流动形态
流体动力学
2022-02-21 v2 等离子体物理
摘要
本文为完整理解具有横向磁场的环形通道内 MHD 层流贡献了一种方法与两项结果。在方法方面，基于谱方法与微扰展开发展了计算代价低的半解析算法。借助快速计算，我们计算了 Hartmann 数 、Reynolds 数 与截面比 近乎连续变化的稠密算例，以探索先前研究中遗漏的流动模式。在无惯性形态结果方面，我们在 - 空间中建立了平均速度图与电流-流动耦合边界，辨识出七种唯象流动模式及其解析途径。在有惯性形态结果方面，我们考察了惯性微扰相对于主流动的量级随 Hartmann 数增大而下降的规律。所提半解析解在 情形下与 Baylis & Hunt（J. Fluid Mech., vol. 43, 1971, pp. 423-428）的 抑制理论一致。当 时，次生流的一对梯形涡开始破裂，因而惯性微扰以更快的 下降，这是一种新的抑制理论。当 时，Shercliff 层附近异常反向涡充分发展，导致较慢的 抑制模式，证实了 Tabeling & Chabrerie（J. Fluid Mech., vol. 103, 1981, pp. 225-239）的预言。
引用
@article{arxiv.2106.03397,
title = {MHD Flow Regimes in Annular Channel},
author = {Kaiyu Zhang and Yibai Wang and Haibin Tang and Lijun Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.03397},
year = {2022}
}