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磁驱动固体套筒实验模拟中的电流系数 被引量:1
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作者 阚明先 陈涵 +4 位作者 吴凤超 贾月松 张南川 傅贞 段书超 《高压物理学报》 CAS 北大核心 2025年第1期79-85,共7页
采用不可压缩理论模型,对FP-2装置上开展的磁驱动固体套筒实验进行了模拟分析。模拟结果表明,无论是二维磁流体力学理论模型,还是其他不可压缩理论模型,回流罩结构磁驱动固体套筒的边界磁感应强度公式中都包含一个小于1的套筒电流系数... 采用不可压缩理论模型,对FP-2装置上开展的磁驱动固体套筒实验进行了模拟分析。模拟结果表明,无论是二维磁流体力学理论模型,还是其他不可压缩理论模型,回流罩结构磁驱动固体套筒的边界磁感应强度公式中都包含一个小于1的套筒电流系数。对不同套筒厚度、不同套筒半径条件下磁驱动固体套筒实验的电流系数进行了模拟,发现电流系数不仅与套筒内半径有关,还与套筒厚度有关;套筒内半径越大,套筒电流系数越小;套筒厚度越大,套筒电流系数越小。准确掌握磁驱动固体套筒电流系数的变化规律,可使磁流体程序从磁驱动固体套筒实验的后验模拟发展为精确预测,使磁流体力学模型真正具备正确设计和指导磁驱动固体套筒相关实验的理论能力。 展开更多
关键词 磁驱动固体套筒实验 二维磁驱动数值模拟程序 磁流体力学 电流系数 回流罩结构
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同一电流驱动不同厚度“飞片对”实验的数值模拟
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作者 阚明先 张朝辉 段书超 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期102-107,共6页
一般来说,同一大小的力推动不同质量的物体,质量轻的物体获得的速度总是更大。然而,在磁驱动对称飞片发射实验中,同一电流驱动0.37 mm和0.48 mm两个“飞片对”,0.37 mm“飞片对”获得的最终速度为18 km/s,0.48 mm“飞片对”获得的最终... 一般来说,同一大小的力推动不同质量的物体,质量轻的物体获得的速度总是更大。然而,在磁驱动对称飞片发射实验中,同一电流驱动0.37 mm和0.48 mm两个“飞片对”,0.37 mm“飞片对”获得的最终速度为18 km/s,0.48 mm“飞片对”获得的最终速度为19 km/s,即厚“飞片对”获得的测量速度反而更大。采用边界磁场受烧蚀影响的磁流体力学程序解释这一反常现象。数值模拟表明,边界磁场受烧蚀影响的磁流体力学程序能正确模拟0.37 mm和0.48 mm两个“飞片对”的动力学过程。厚“飞片对”测得的最终速度比薄“飞片对”测得的最终速度更大,其物理机理是厚“飞片对”烧蚀熔化到整个“飞片对”密度低于固体密度的完全熔化时间,比薄“飞片对”烧蚀熔化到整个“飞片对”密度低于固体密度的完全熔化时间更长。 展开更多
关键词 二维磁驱动数值模拟程序 磁驱动飞片 烧蚀 固体密度反射面 数值模拟
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超高速再入飞行器磁流体流动控制技术研究进展 被引量:1
3
作者 罗仕超 杨彦广 +5 位作者 张志刚 柳军 吴里银 胡守超 孔小平 黄成扬 《宇航学报》 北大核心 2025年第6期1047-1060,共14页
针对磁流体动力学(MHD)控制技术在超高速再入领域的应用发展,进行了系统性分析探讨。研究阐述了MHD技术在高焓再入流场控制中的主要应用方式,包括热防护、电磁通信及机载发电,并详细介绍了相关建模方法。通过分析热防护、电磁通讯及机... 针对磁流体动力学(MHD)控制技术在超高速再入领域的应用发展,进行了系统性分析探讨。研究阐述了MHD技术在高焓再入流场控制中的主要应用方式,包括热防护、电磁通信及机载发电,并详细介绍了相关建模方法。通过分析热防护、电磁通讯及机载发电三方面的应用,揭示了MHD控制效果的关键影响因素。进一步,重点介绍了国内外在高焓流场MHD控制实验研究方面的进展,并对其未来发展趋势进行了展望。未来需拓展MHD控制手段在再入飞行器领域的应用场景,发展热电离等离子体与非平衡流场的全耦合计算模型及高效算法,并开展相关验证实验,以期为工程应用提供科学依据和技术支持。 展开更多
关键词 再入飞行器 磁流体动力学 流动控制 数值模拟 风洞实验
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一种高效的霍尔电场数值模拟方法 被引量:1
4
作者 李恒 金科 +3 位作者 寇勇 李凯 王斌 叶柳青 《力学学报》 北大核心 2025年第1期79-88,共10页
针对高超声速飞行器电磁调控分析中霍尔电场高效数值模拟方法的需求,以磁流体动力学基本原理为基础,构造了双曲形式的霍尔电场控制方程.基于自行开发的计算流体力学数值求解框架,在非结构混合网格上通过格心有限体积方法建立了新的霍尔... 针对高超声速飞行器电磁调控分析中霍尔电场高效数值模拟方法的需求,以磁流体动力学基本原理为基础,构造了双曲形式的霍尔电场控制方程.基于自行开发的计算流体力学数值求解框架,在非结构混合网格上通过格心有限体积方法建立了新的霍尔电场数值模拟方法.迎风分裂格式基于Rusanov格式,时间推进基于LU-SGS隐式算法.以立方体区域泊松方程算例和分段电极流动通道霍尔电势算例为例对文章数值方法的准确性、收敛特性以及计算效率进行了考核和验证.数值模拟结果表明,当前数值方法计算结果与传统方法相同,且具有良好的收敛特性,对于立方体区域泊松方程算例,当前方法所需墙上时间为传统方法的28.76%,而对于分段电极流动通道霍尔电势算例,当前方法所需墙上时间仅为传统方法的0.61%.文章提出的新的霍尔电场数值模拟方法具有较高的计算效率. 展开更多
关键词 计算流体力学 磁流体动力学 霍尔效应 泊松方程 数值模拟
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高焓等离子体鞘套MHD调控数值研究
5
作者 罗仕超 张志刚 +1 位作者 孔小平 胡守超 《力学学报》 北大核心 2025年第12期2939-2948,共10页
基于双温度有限速率化学反应磁流体动力学(MHD)模型,建立高焓热化学非平衡流场、外加磁场及霍尔电场耦合计算方法,RAM-CⅡ钝锥模型用于算例验证.数值分析不同飞行工况下典型再入飞行器等离子体鞘套电磁参数MHD控制效果.研究表明:建立的... 基于双温度有限速率化学反应磁流体动力学(MHD)模型,建立高焓热化学非平衡流场、外加磁场及霍尔电场耦合计算方法,RAM-CⅡ钝锥模型用于算例验证.数值分析不同飞行工况下典型再入飞行器等离子体鞘套电磁参数MHD控制效果.研究表明:建立的双温度热化学非平衡数值计算方法能较为准确地模拟再入飞行器气动物理环境.感应电流和磁场相互作用产生洛伦兹力导致气体减速效果增强,动能转化为内能,流场高温区增大;另一方面,洛伦兹力改变激波形状,影响局部等离子体鞘套电磁参数空间分布.再入高度越高,洛伦兹力对等离子体分布及其电磁波传输的影响越大,飞行高度H=71.73 km,MHD作用下通讯天线窗口截面位置电子数密度峰值降低幅度可达2个量级,但等离子体鞘套厚度大幅增加. 展开更多
关键词 再入飞行器 等离子体鞘套 磁流体动力学 流动控制 数值模拟
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剪切流作用下附壁钉扎液滴的蒸发动力学研究
6
作者 李子龙 秦军 +3 位作者 陶跃群 何乃峰 刘秋生 朱志强 《中国科学院大学学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期403-411,共9页
设计搭建了可以对气流速度精确控制下的液滴进行实时光学观测的闭环风管,利用风管给液滴施加剪切流,通过顶视和侧视高速CCD相机采集液滴的形貌信息,实验研究10~30μL的液滴在受0~10 m/s风速下的蒸发动力学特性与传质规律。研究发现,剪... 设计搭建了可以对气流速度精确控制下的液滴进行实时光学观测的闭环风管,利用风管给液滴施加剪切流,通过顶视和侧视高速CCD相机采集液滴的形貌信息,实验研究10~30μL的液滴在受0~10 m/s风速下的蒸发动力学特性与传质规律。研究发现,剪切流作用下的液滴蒸发经历3个阶段,且气流能显著提升液滴蒸发速率。对10μL的小液滴,在2 m/s风速下,其蒸发速率相比于无风情况下提高168%,但在高风速下,增大风速不能显著提升液滴的蒸发速率。气流对液滴形貌的影响主要与Weber数、表征风力和黏附力之比的无量纲数k′相关,液滴体积越大,其形貌受风速影响越显著,通过动力学分析定量化推导了前后接触角差值与风速的关系。研究了剪切流对于气液界面传质的影响,得到无量纲Reynolds数与Sherwood数的关系,推导了风速与蒸发速率的理论关系式,与实验结果一致性较好。 展开更多
关键词 剪切流 液滴 蒸发 传质 非对称液滴蒸发
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流向磁场下液态金属射流破碎特性的实验研究
7
作者 李扬 陈龙 +1 位作者 阳倦成 吕泽 《中国科学院大学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期433-440,共8页
为深入理解液态金属射流的磁流体力学特性,基于自行搭建的液态金属射流实验平台,对流向磁场条件下液态金属镓铟锡射流破碎过程开展实验研究。从射流形态、破碎长度、表面扰动和液滴分布4个方面分析射流破碎特性。无磁场时破碎长度随We... 为深入理解液态金属射流的磁流体力学特性,基于自行搭建的液态金属射流实验平台,对流向磁场条件下液态金属镓铟锡射流破碎过程开展实验研究。从射流形态、破碎长度、表面扰动和液滴分布4个方面分析射流破碎特性。无磁场时破碎长度随We增大而增大,射流表面波长在表面张力的作用下趋近于临界波长,射流破碎液滴体积直径呈现双峰结构。施加流向磁场后,射流破碎形成的液滴发生振动衰减,在破碎位置下游呈现等大球形液滴,表面波长随磁场的增强而变短,射流破碎长度随磁场的增强而变长。最后归纳了流向磁场对射流破碎长度的3种影响方式。 展开更多
关键词 液态金属 自由射流 破碎特性 流向磁场
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一种不可压缩理想磁流体的解耦保结构算法
8
作者 向鹏宇 张仪 +1 位作者 蒋子超 姚清河 《力学学报》 北大核心 2025年第6期1372-1381,共10页
不可压缩理想磁流体动力学(MHD)方程组描述了流体速度场、磁场以及电场之间的紧密耦合,是研究高温等离子体、天体物理以及核聚变等复杂物理过程的基本模型.然而,由于其多物理场强耦合及非线性特性,求解该系统在数值方法设计上面临巨大挑... 不可压缩理想磁流体动力学(MHD)方程组描述了流体速度场、磁场以及电场之间的紧密耦合,是研究高温等离子体、天体物理以及核聚变等复杂物理过程的基本模型.然而,由于其多物理场强耦合及非线性特性,求解该系统在数值方法设计上面临巨大挑战.特别是传统数值方法在离散层面难以严格保持系统所固有的本征性质,如质量守恒、电荷守恒等,进而影响模拟的长期稳定性与物理可信度.为此,提出了一种高阶的、保结构的不可压缩理想MHD混合有限元离散格式.该方法引入涡量演化方程,构建了速度-涡量-磁场演化形式的控制方程;在时间离散上采用隐式中点法,并构造时间交错网格,同时对耦合项进行了适当的显-隐处理,实现了整个系统的完全解耦,避免了由非线性项导致的迭代求解过程.在三维收敛性测试中,该方法展现出最优阶收敛阶;在经典二维Orszag-Tang涡旋问题中,速度场的无散性可精确控制在机器精度(仅含舍入误差),验证了该格式在保持物理结构和捕捉复杂演化过程中的稳定性与准确性. 展开更多
关键词 磁流体动力学方程 解耦格式 混合有限元方法 质量守恒 保结构离散
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整车磁流变减振器半主动悬架变论域模糊控制策略 被引量:32
9
作者 陈杰平 冯武堂 +2 位作者 郭万山 乔印虎 陈皓云 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期7-13,19,共8页
在建立整车磁流变减振器(MRD)半主动悬架模型基础上,利用八板块方法设计了整车的变论域控制策略。基于重构的标准B级和C级路面激励信号,分别在10、20和30 m/s 3个车速下进行了整车在直线和转向行驶工况下的仿真研究。在完成试验车辆... 在建立整车磁流变减振器(MRD)半主动悬架模型基础上,利用八板块方法设计了整车的变论域控制策略。基于重构的标准B级和C级路面激励信号,分别在10、20和30 m/s 3个车速下进行了整车在直线和转向行驶工况下的仿真研究。在完成试验车辆改装基础上,进行了大量台架和道路工况下的试验。仿真和试验结果显示,所设计的半主动悬架和控制策略可以有效地提高车辆行驶的平顺性,磁流变半主动悬架与被动悬架相比振动强度可降低9%~22%,结果表明所建立的模型和控制策略是可行的。 展开更多
关键词 汽车 磁流变减振器 半主动悬架 变论域模糊控制 仿真 试验
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钇铁氧体磁流体的制备及表征 被引量:14
10
作者 朱传征 沈骎 +3 位作者 徐超 王丁林 赵泓 周丽绘 《华东师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期68-73,共6页
该文首次报道用化学共沉淀法制备煤油基钇铁氧体磁流体 ,得到了合适的反应条件 ,运用TEM、IR、XRD、DTA等分析测试手段对磁粒子的形状、大小和结构进行了测定和分析 ,磁粒子的粒径在 15nm左右。并用Faraday式磁天平测定磁性胶体粒子在... 该文首次报道用化学共沉淀法制备煤油基钇铁氧体磁流体 ,得到了合适的反应条件 ,运用TEM、IR、XRD、DTA等分析测试手段对磁粒子的形状、大小和结构进行了测定和分析 ,磁粒子的粒径在 15nm左右。并用Faraday式磁天平测定磁性胶体粒子在不同磁场强度和温度时的磁化率 ,根据Langevin函数 ,由σ -H/T图证实了制备的钇铁氧体磁流体具有超顺磁性 ,其闭锁温度在 77~ 145K之间。 展开更多
关键词 化学共沉淀法 钇铁氧体磁流体 磁化率 制备 表征
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单出杆汽车磁流变减振器设计与试验 被引量:19
11
作者 陈杰平 陈无畏 +1 位作者 祝辉 朱茂飞 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期5-10,共6页
在分析磁流变减振器工作模式基础上,结合汽车减振器的工作要求,分别完成了混合模式和流动模式磁流变减振器的结构设计,建立了两种模式下的数学模型并进行了相关的仿真研究,设计出了产品并进行了试验研究。比较分析发现,二者阻尼力在低... 在分析磁流变减振器工作模式基础上,结合汽车减振器的工作要求,分别完成了混合模式和流动模式磁流变减振器的结构设计,建立了两种模式下的数学模型并进行了相关的仿真研究,设计出了产品并进行了试验研究。比较分析发现,二者阻尼力在低速时差异不大,但是在高速时差异较大。从工程实现和控制角度看,混合工作模式可以减少阻尼孔的堵塞并具有较大的可控倍数,其性能要明显优于流动模式减振器。通过试验证明,建立的模型、提出的设计思路和方法符合工程要求。 展开更多
关键词 汽车 磁流变液 减振器 设计 试验
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磁驱动飞片二维磁流体力学数值模拟 被引量:18
12
作者 阚明先 王刚华 +1 位作者 赵海龙 谢龙 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2137-2141,共5页
针对磁驱动高速飞片发射技术,建立了磁驱动飞片的二维磁流体力学数学模型,并考虑了焦耳热对飞片的影响。在四边形网格的基础上,采用算子分裂法,把磁流体力学方程依次分成热扩散、磁扩散、理想流体力学三个物理过程进行求解,研制了磁驱... 针对磁驱动高速飞片发射技术,建立了磁驱动飞片的二维磁流体力学数学模型,并考虑了焦耳热对飞片的影响。在四边形网格的基础上,采用算子分裂法,把磁流体力学方程依次分成热扩散、磁扩散、理想流体力学三个物理过程进行求解,研制了磁驱动飞片二维磁流体力学数值模拟程序。对美国Sandia国家实验室Z装置上的一个磁驱动飞片发射实验进行了数值模拟,并分析了不同时刻焦耳加热对飞片的烧蚀情况,计算得到的飞片自由面速度曲线与实验激光速度干涉仪测量的结果相吻合。 展开更多
关键词 磁流体力学模型 磁驱动飞片 自由面速度 算子分裂法
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双阳极电弧等离子体炬的磁流体动力学分析 被引量:9
13
作者 陈伦江 唐德礼 +1 位作者 程昌明 童洪辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1724-1728,共5页
为了更好地研究直流电弧等离子体炬内的流动与传热,根据磁流体动力学(MHD)理论建立了等离子体电弧区的数学物理模型,采用磁矢量势A的方法来计算磁感应强度B的大小,利用通用软件FLUENT并进行二次开发,采用用户自定义函数(user defined fu... 为了更好地研究直流电弧等离子体炬内的流动与传热,根据磁流体动力学(MHD)理论建立了等离子体电弧区的数学物理模型,采用磁矢量势A的方法来计算磁感应强度B的大小,利用通用软件FLUENT并进行二次开发,采用用户自定义函数(user defined function,UDF)加入磁流体动力学方程组中的源项和物性参数,并利用用户自定义标量方程(user defined scalar,UDS)的方法加入Maxwell方程组,采用SIMPLE算法对电弧区域进行了数值模拟。计算结果表明:等离子体炬内的弧电压随着气体质量流量的增加而增加;等离子体炬内的温度随着气体质量流量的增加而减小,而速度随着气体质量流量的增加而增加;出口处的温度和速度随径向距离的增加而减小,但温度减小的速率增加。这一结果可为实验提供理论指导和参考。 展开更多
关键词 非转移弧 温度 速度 等离子体炬 磁流体动力学 数值模拟
原文传递
衬套内爆ALE方法二维MHD数值模拟 被引量:14
14
作者 阚明先 蒋吉昊 +1 位作者 王刚华 胡熙静 《四川大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期91-96,共6页
作者在详细介绍了衬套内爆二维磁流体(MHD)力学模拟的ALE方法的基础上,运用算子分裂技术将MHD力学方程组分裂成热扩散、磁扩散、Lagrangian流动、网格生成和对流输运4步求解.作者对Frese等人的Lagrangian流动步方法进行了改进,消除了其... 作者在详细介绍了衬套内爆二维磁流体(MHD)力学模拟的ALE方法的基础上,运用算子分裂技术将MHD力学方程组分裂成热扩散、磁扩散、Lagrangian流动、网格生成和对流输运4步求解.作者对Frese等人的Lagrangian流动步方法进行了改进,消除了其拉氏计算的质量损失.编制了二维计算程序并通过验证,获得的二维衬套内爆不稳定性发展与Doughlas和Liberman等人的结果相吻合. 展开更多
关键词 Z箍缩 ALE 二维MHD RT不稳定性
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“聚龙一号”装置上磁驱动铝飞片实验的数值模拟 被引量:7
15
作者 阚明先 张朝辉 +4 位作者 段书超 王刚华 杨龙 肖波 王贵林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期232-236,共5页
采用二维磁驱动数值模拟程序MDSC2,对大电流脉冲装置"聚龙一号"上的151发次磁驱动370μm厚铝飞片实验、164发次磁驱动330μm厚铝飞片实验进行了数值模拟和分析。数值模拟表明:370μm厚铝飞片和330μm厚铝飞片的磁驱动过程中,V... 采用二维磁驱动数值模拟程序MDSC2,对大电流脉冲装置"聚龙一号"上的151发次磁驱动370μm厚铝飞片实验、164发次磁驱动330μm厚铝飞片实验进行了数值模拟和分析。数值模拟表明:370μm厚铝飞片和330μm厚铝飞片的磁驱动过程中,VISAR测量的速度不是飞片自由面的速度,而是飞片中邻近自由面最近的固体反射面的速度。这是由于磁驱动飞片发射过程中,飞片自由面部分被烧蚀,密度低于固体密度状态,而飞片自由面和加载面中间的飞片还保持固体密度状态。VISAR测量的激光将穿过自由面的低于固体密度状态的飞片部分,到达飞片自由面最近的固体密度位置再反射回去,获得这一位置的飞片速度。数值模拟的飞片固体反射面速度历史和VISAR测量的速度历史相吻合。 展开更多
关键词 “聚龙一号”装置 磁驱动飞片 MDSC2程序 固体反射面 自由面速度
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高能密度物理实验装置FP-1及其应用 被引量:7
16
作者 杨礼兵 孙承纬 +1 位作者 廖海东 胡熙静 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期767-770,共4页
综述了由高能密度物理装置FP 1驱动的固体套筒内爆研究情况。主要内容包括FP 1脉冲功率装置的特性和所进行的主要物理实验 :铝套筒内爆、双套筒碰撞和微喷射、套筒的内爆脉冲屈曲等 。
关键词 高能密度物理实验装置 电磁内爆 固体套筒 物理实验 脉冲功率装置 磁流体力学 加速器
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自由燃烧电弧的磁流体动力学数值模拟 被引量:8
17
作者 田君国 邓晶 +2 位作者 李要建 徐永香 盛宏至 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期32-38,共7页
采用基于磁矢量势描述的磁流体动力学模型对直流氩气等离子体自由燃烧电弧进行了数值模拟研究.通过对电磁场方程组和流体力学方程组的耦合迭代计算,求解得到了电弧温度场和速度场等重要结果.计算结果清晰反映出等离子体电弧的高温阴极... 采用基于磁矢量势描述的磁流体动力学模型对直流氩气等离子体自由燃烧电弧进行了数值模拟研究.通过对电磁场方程组和流体力学方程组的耦合迭代计算,求解得到了电弧温度场和速度场等重要结果.计算结果清晰反映出等离子体电弧的高温阴极射流现象,并与国际同行的实验和数值结果相互对照.还特别分析了在考虑电极鞘层时对电弧模拟结果的影响.得到了不同电流下氩气等离子体电弧流动和传热状态变化规律,有助于在电弧工业应用中进行热分析和电功率控制. 展开更多
关键词 等离子体 电弧 数值模拟 磁流体 阴极射流
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热化学模型对高超声速磁流体控制数值模拟影响分析 被引量:10
18
作者 丁明松 江涛 +3 位作者 董维中 高铁锁 刘庆宗 傅杨奥骁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期176-188,共13页
针对等离子体流场的模拟准确性问题及其对高超声速磁流体控制的影响,通过数值求解三维非平衡Navier-Stokes流场控制方程和Maxwell电磁场控制方程,建立了三维低磁雷诺数磁流体数值模拟方法及程序,分析了不同空气组分化学反应模型和壁面... 针对等离子体流场的模拟准确性问题及其对高超声速磁流体控制的影响,通过数值求解三维非平衡Navier-Stokes流场控制方程和Maxwell电磁场控制方程,建立了三维低磁雷诺数磁流体数值模拟方法及程序,分析了不同空气组分化学反应模型和壁面有限催化效率等因素对高超声速磁流体控制的影响.研究表明:不同空气组分化学反应模型对高超声速磁流体流场结构、气动力/热特性控制的影响不容忽视;对于本文计算条件,Park化学反应模型在组分模型一致性、等离子体模拟准确性等方面具有一定优势;磁控热防护效果,受壁面有限催化复合系数影响较大,两者呈非线性关系,不同表面区域差异较大;磁场对磁阻力伞及其磁阻力特性影响,受壁面催化效应的影响相对较小. 展开更多
关键词 磁流体动力学 等离子体 化学非平衡 数值模拟
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高超声速磁流体力学控制霍尔效应影响 被引量:9
19
作者 丁明松 傅杨奥骁 +3 位作者 高铁锁 董维中 江涛 刘庆宗 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第21期104-121,共18页
针对霍尔效应对高超声速磁流体力学控制的影响问题,考虑高超声速流动过程中高温化学反应、气体分子热力学温度激发(即平动、转动、振动以及电子温度能量模态之间的激发与松弛过程)及多电离组分等离子体霍尔系数分布,通过耦合求解各向异... 针对霍尔效应对高超声速磁流体力学控制的影响问题,考虑高超声速流动过程中高温化学反应、气体分子热力学温度激发(即平动、转动、振动以及电子温度能量模态之间的激发与松弛过程)及多电离组分等离子体霍尔系数分布,通过耦合求解各向异性霍尔电场泊松方程和带电磁源项的高温热化学非平衡流动控制方程组,建立了高超声速流动磁流体力学控制霍尔效应数值模拟方法,开展了多种条件下高超声速流动磁流体力学控制数值模拟,分析了霍尔效应"漏电"与"聚集"现象原理及其对气动力/热特性的影响机制,详细探讨了不同空域、速域和飞行器特征尺度条件下霍尔效应的作用机理和影响规律.研究表明:1)霍尔效应改变了流场等离子体洛伦兹力分布,削弱了整体的力学效果,使整体的磁阻特性降低;2)霍尔效应对高超声速磁流体力学控制的影响,与壁面导电性和壁面附近漏电层的"漏电"现象紧密相关,要增强磁控效果,必须抑制壁面附近的"漏电"现象;3)霍尔效应对磁控热防护效果的影响较为复杂,受"漏电"现象和电流"聚集"现象共同作用;4)基于本文基准状态,当高度高于67 km或速度高于5.7 km/s或特征尺度大于0.5 m时,霍尔效应使磁控热防护效果增强,电流"聚集"现象对气动热环境的影响占主导;反之,则霍尔效应使磁控热防护效果减弱,"漏电"现象对气动热环境的影响占主导. 展开更多
关键词 磁流体动力学 霍尔效应 等离子体 数值模拟
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镝改性铁氧体磁流体的制备与表征 被引量:11
20
作者 蒋荣立 刘永超 尹文萱 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2004年第1期32-36,共5页
为制备工艺简单且饱和磁化强度高的磁流体,采用化学共沉淀法通过对铁氧体磁流体改性制备了水基稀土镝(Dy)复合铁氧体磁流体。采用红外光谱测试,证明产品为表面活性剂所包覆的纳米级磁粉,粒径<10nm;采用XRD及X射线光电子能谱分析证实... 为制备工艺简单且饱和磁化强度高的磁流体,采用化学共沉淀法通过对铁氧体磁流体改性制备了水基稀土镝(Dy)复合铁氧体磁流体。采用红外光谱测试,证明产品为表面活性剂所包覆的纳米级磁粉,粒径<10nm;采用XRD及X射线光电子能谱分析证实产品为掺杂有少量镝离子的铁氧体磁粉;采用古埃磁天平对产品进行了性能测试并讨论了镝铁氧体磁粒子的改性及形成机理。实验表明:稀土镝(Dy3+)的加入可提高铁氧体磁流体的饱和磁化强度,且当镝用量为n(Fe)∶n(Dy3+)=30∶1时,磁流体饱和磁化强度最高。 展开更多
关键词 镝铁氧体磁流体 制备工艺 性能表征 饱和磁化强度 改性机理 胶体悬浮液
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