MHD 泰勒 - 库埃特流中的 Ekman-Hartmann 层

我们研究了在有限长径比 $H/D=10$ 下，由刚性旋转平板封闭的圆柱形 MHD 泰勒 - 库埃特流所诱发的磁效应。圆柱体间的流体假设为具有小磁普朗特数的液态金属，圆柱体为理想导体，施加轴向磁场 $\Ha \approx 10$，旋转速率对应于 $\Rey$ 量级为 $10^2-10^3$。我们表明，端板除了引入众所周知的 Ekman 环流外，还引入了类似的磁效应，这些效应出现在无限大、水平方向无壁面限制的旋转平板中。特别是存在穿透流体的 Hartmann 电流，其转向径向方向并与外加磁场共同产生力。因此，该流动可与由方位角压力梯度驱动的 Taylor-Dean 流进行比较。我们分析了此类流动的稳定性，并表明平板诱发的电流在考虑的参数下可能导致不稳定性。在设计 MHD 泰勒 - 库埃特实验时，必须特别注意垂直磁边界，以免其显著改变旋转剖面。