电场作用下流动聚焦的实验研究 被引量：6

1

作者 司廷 田瑞军 +1 位作者 李广滨 尹协振 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1030-1036,共7页

通过在流动聚焦的同轴液-气射流区域施加电场,开展了电场力和气动力共同作用下锥形以及带电射流的不稳定性特性实验研究.实验在精密设计的流动聚焦装置上完成,分析了外部电压、气体压力降和液体流量等主要控制参数对流动聚焦过程的影响... 通过在流动聚焦的同轴液-气射流区域施加电场,开展了电场力和气动力共同作用下锥形以及带电射流的不稳定性特性实验研究.实验在精密设计的流动聚焦装置上完成,分析了外部电压、气体压力降和液体流量等主要控制参数对流动聚焦过程的影响,获得了锥形的振动模式和稳定模式及其之间的转换,得到了射流的滴模式、轴对称模式、共存模式和非轴对称模式及其转换并定量分析了电场对射流尺寸参数的影响.结果表明,相比于单一的流动聚焦,该方法能够增强锥形的稳定性,促进液体射流雾化,减小颗粒的直径,因此在科技领域和工程实际中具有重要的应用价值. 展开更多

关键词 流动聚焦 电场 带电射流 锥形 流动模式

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采用油酸和月桂酸改进磁流变液稳定性的实验研究 被引量：11

2

作者 熊晨熙 彭向和 易成建 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1504-1507,共4页

鉴于油酸和月桂酸2种表面活性剂对磁流变液稳定性所起到的不同的作用,制备了若干种不同配比的以油酸和月桂酸共同添加的磁流变液,测量它们的零场粘度、力学性能和沉降率-时间曲线,研究了月桂酸、油酸和羰基铁粉3种成分的含量对于磁流变... 鉴于油酸和月桂酸2种表面活性剂对磁流变液稳定性所起到的不同的作用,制备了若干种不同配比的以油酸和月桂酸共同添加的磁流变液,测量它们的零场粘度、力学性能和沉降率-时间曲线,研究了月桂酸、油酸和羰基铁粉3种成分的含量对于磁流变液稳定性和力学性能的影响。结果表明合理的添加油酸和月桂酸对于制备零场粘度小且稳定性优良的磁流变液具有显著的效果。 展开更多

关键词 磁流变液 油酸 月桂酸 稳定性

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电场作用下无黏聚焦射流的时间不稳定性研究 被引量：6

3

作者 李广滨 司廷 尹协振 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期876-883,共8页

基于电场作用下的流动聚焦实验建立了简化的理论模型,开展了带电同轴液气射流的时间不稳定性分析.在无黏假设下,得到了扰动在时间域内发展演化的解析形式的色散关系,分析了主要控制参数对不稳定模态的影响.结果表明,只有轴对称扰动和第... 基于电场作用下的流动聚焦实验建立了简化的理论模型,开展了带电同轴液气射流的时间不稳定性分析.在无黏假设下,得到了扰动在时间域内发展演化的解析形式的色散关系,分析了主要控制参数对不稳定模态的影响.结果表明,只有轴对称扰动和第一类非轴对称扰动在时间域内是增长的;液气界面的表面张力对轴对称扰动有着双重影响而对非轴对称扰动起抑制作用;外层气体的流速以及密度的增加均能促进射流的失稳.这些结论与实验结果是定性一致的.结果也表明,在不考虑初始界面电荷密度时,单一的轴向电场能抑制射流的失稳. 展开更多

关键词 流动聚焦 电场 带电射流 时间不稳定性 色散关系

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哈特曼边界层的初级稳定性分析 被引量：5

4

作者 董帅 林殿吉 吕玉坤 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期327-335,共9页

导电流体在法向外置磁场的作用下,在贴近壁面处会形成哈特曼边界层.哈特曼边界层的稳定性研究对电磁冶金过程和热核聚变反应冷却系统等相关设备的设计和运行都有着十分重要的意义.本文采用非正则模态稳定性分析方法,对两无限大绝缘平行... 导电流体在法向外置磁场的作用下,在贴近壁面处会形成哈特曼边界层.哈特曼边界层的稳定性研究对电磁冶金过程和热核聚变反应冷却系统等相关设备的设计和运行都有着十分重要的意义.本文采用非正则模态稳定性分析方法,对两无限大绝缘平行平板内导电流体流动的稳定性进行了研究.通过在时间上迭代求解扰动变量的控制方程组和伴随控制方程组,获得了在磁场作用下初级扰动的增长情况及其空间分布形式,分析了磁场强度对最优扰动增长倍数G_(max)、最优展向波数β_(opt)和最优时刻t_(opt)的影响,并考察了上下两个哈特曼边界层之间的相互作用.结果表明,最优初始扰动的空间分布形式为沿着流场方向的漩涡,关于法向方向对称或者反对称.当哈特曼数Ha较大时(Ha>10),对称漩涡和反对称漩涡形式的初始扰动增长倍数基本相等;上下两个哈特曼边界层可以认为是彼此独立的,不会相互影响,此时最优扰动增长倍数G_(max)与局部雷诺数R的平方成正比,相应的最优展向波数β_(opt)和最优时刻t_(opt)均正比于哈特曼数Ha.当哈特曼数Ha较小时(Ha<10),反对称漩涡形式的初始扰动更为不稳定,其增长倍数大于对称漩涡的增长倍数,且上下两个边界层之间存在着一定的相互作用,并对整个流场的稳定性产生一定的影响. 展开更多

关键词 哈特曼边界层 初级扰动 稳定性分析 非正则模态 数值模拟

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电磁力对湍流边界层相干结构的影响 被引量：3

5

作者 蒋小勤 刘巨斌 魏中磊 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2005年第4期458-462,共5页

利用一组铷-铁-硼强铁磁体和电极组成的电磁极阵列,在海水平板湍流边界层中产生具有一定穿透深度的电磁力,实验研究了行波式洛伦兹力(Traveling-Wave-Like Lorentz Force )对湍流边界层快慢条带的影响,氢气泡流动显示表明在电磁力的影响... 利用一组铷-铁-硼强铁磁体和电极组成的电磁极阵列,在海水平板湍流边界层中产生具有一定穿透深度的电磁力,实验研究了行波式洛伦兹力(Traveling-Wave-Like Lorentz Force )对湍流边界层快慢条带的影响,氢气泡流动显示表明在电磁力的影响下,湍流边界层底层快慢条带相干结构出现间距是平均值2～3倍的低速区域,低速条带的统计平均间距明显增大. 展开更多

关键词 电磁流体 湍流边界层 相干结构

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侧壁非对称的方管MHD流动的线性稳定性分析 被引量：4

6

作者 刘婵 张年梅 倪明玖 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2016年第1期42-49,共8页

研究垂向磁场作用下,压差驱动下的金属流体在方截面通道中充分发展流动的线性稳定性问题.此流动中,垂直于磁场的两壁面理想导电,平行于磁场的左壁面为理想导电,右壁面绝缘.根据线性稳定性理论得到广义特征值问题,并采用2D-Chebyshev配... 研究垂向磁场作用下,压差驱动下的金属流体在方截面通道中充分发展流动的线性稳定性问题.此流动中,垂直于磁场的两壁面理想导电,平行于磁场的左壁面为理想导电,右壁面绝缘.根据线性稳定性理论得到广义特征值问题,并采用2D-Chebyshev配置法求解该特征值问题,得到扰动的增长率曲线和扰动速度在通道截面上的分布.结果表明,当Ha数变化时,流动中有2种不稳定模态依次起主导作用.这2种模态的交替发生在Ha数介于20至21之间某值.当Ha≤20时,拐点不稳定性起主导作用;当Ha≥21时,不稳定性由速度拐点、侧层内的速度剪切及射流沿z方向速度的不均匀性共同作用引起. 展开更多

关键词 线性稳定性 垂向磁场 不对称侧壁

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同轴流动聚焦中射流不稳定性的理论研究 被引量：4

7

作者 司廷 李广滨 +1 位作者 罗喜胜 徐晓嵘 《气体物理》 2017年第1期30-38,共9页

壳核结构的微胶囊在医学药学材料食品农业等领域具有广泛的应用前景,其制备方法一直是相关领域关注的焦点.同轴流动聚焦(co-flow focusing)是一种新型制备技术,利用复合射流的破碎制备微胶囊具有包裹率高过程量化可控参数域广产率高等... 壳核结构的微胶囊在医学药学材料食品农业等领域具有广泛的应用前景,其制备方法一直是相关领域关注的焦点.同轴流动聚焦(co-flow focusing)是一种新型制备技术,利用复合射流的破碎制备微胶囊具有包裹率高过程量化可控参数域广产率高等诸多优势.在实验中,复合射流的破碎受到多个过程参数的影响,并涉及了多层界面的耦合效应.利用简化的物理模型,在时间和时空域中分析了三相水-油-水复合射流不稳定性的发展和演化.在黏性流体线性稳定性理论中,同轴射流和驱动液体的基本速度型分别基于管流和误差函数构造,并通过数值方法求解满足相应边界条件下的线化小扰动控制方程.结果表明:增加内外层界面的界面张力均有利于射流的破碎;流体的黏性对同轴射流的稳定性均有着促进作用;越大的黏性越小的内界面张力对应着越大的射流破碎波长;内外界面的耦合作用以及复合液滴的包裹情况均与内外射流的半径比息息相关;绝对-对流不稳定性转换的临界Weber数随Reynolds数内层界面张力的增大而增大,随内层和驱动流体的黏性增大而减小.这些结果将有助于提高液体驱动下同轴流动聚焦技术的过程控制,为实际应用提供理论指导. 展开更多

关键词 流动聚焦 射流 流动不稳定性 界面 液滴

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磁场作用下壁面导电率对导电流体流动稳定性的影响 被引量：2

8

作者 董帅 刘立帅 叶学民 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第1期103-110,共8页

导电流体在外置静态磁场作用下流动时,其流动特性会发生改变,进而使流体流动的稳定性更难以预测。采用非正则模态稳定性分析方法和数值模拟技术,研究了法向磁场作用下壁面导电率不同时平行平板内导电流体的流动稳定性。通过建立并求解... 导电流体在外置静态磁场作用下流动时,其流动特性会发生改变,进而使流体流动的稳定性更难以预测。采用非正则模态稳定性分析方法和数值模拟技术,研究了法向磁场作用下壁面导电率不同时平行平板内导电流体的流动稳定性。通过建立并求解扰动变量的原始和伴随控制方程组,考察了平板导电和平板绝缘情形下初级扰动的增长特征及其空间分布形式。结果表明,平板导电(Ha≥7)和平板绝缘(Ha≥8)情形下最优扰动增长倍数Gmax和局部雷诺数R的关系分别为Gmax≈5.34×10-4R2和Gmax≈6.12×10-4R2,相应的最优展向波数βopt与哈特曼数Ha成正比;平板导电时的扰动增长特征及其空间分布与平板绝缘情形下基本类似;但在平板导电条件下,磁场对扰动的抑制效果更明显。 展开更多

关键词 稳定性 法向磁场 壁面导电率 非正则模态 数值模拟

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棱纹面与洛仑兹力对湍流边界层特性影响的比较 被引量：1

9

作者 蒋小勤 杨立 董宇飞 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2006年第6期1-6,共6页

用氢气泡技术对棱纹面平板以及施加行波式洛仑兹力的平板水边界层开展流动显示实验研究,探讨棱纹面与行波式洛仑兹力影响湍流边界层相干结构的作用机理.实验结果表明,棱纹面与洛仑兹力促进了边界层由层流向湍流的转捩;而对于湍流边界层... 用氢气泡技术对棱纹面平板以及施加行波式洛仑兹力的平板水边界层开展流动显示实验研究,探讨棱纹面与行波式洛仑兹力影响湍流边界层相干结构的作用机理.实验结果表明,棱纹面与洛仑兹力促进了边界层由层流向湍流的转捩;而对于湍流边界层,在一定的无量纲参数范围内棱纹面与行波式洛仑兹力都能实现边界层的局部减阻,相应地湍流边界层粘性底层低速条带平均间距有所增加. 展开更多

关键词 棱纹面 湍流边界层 相干结构 流动显示 电磁流体

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用格子Boltzmann方法计算电磁场中圆柱绕流的减阻问题 被引量：1

10

作者 施卫平 李秀文 贺鹏 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期575-579,共5页

利用格子Boltzmann方法,模拟电磁场中的圆柱绕流过程,研究电磁力对圆柱所受阻力的影响,并分析了曲线边界处理方法和曲线边界受力的计算方法;计算得到了不同强度的电磁力作用下圆柱绕流的流线、等涡线及阻力系数.结果表明,电磁力能改变... 利用格子Boltzmann方法,模拟电磁场中的圆柱绕流过程,研究电磁力对圆柱所受阻力的影响,并分析了曲线边界处理方法和曲线边界受力的计算方法;计算得到了不同强度的电磁力作用下圆柱绕流的流线、等涡线及阻力系数.结果表明,电磁力能改变圆柱绕流的边界层结构,延缓边界层的分离,同时还能有效抑制旋涡的脱落,减少阻力. 展开更多

关键词 减阻 电磁流体力学 格子BOLTZMANN方法 电磁力

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磁场作用下平行平板内导电流体的流动稳定性 被引量：1

11

作者 董帅 刘立帅 叶学民 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1762-1771,共10页

采用非正则模态稳定性分析方法,对法向磁场作用下导电流体在导电平行平板内的流动稳定性进行了数值模拟,分析了磁场对流动稳定性的影响。结果表明,哈特曼数Ha较大时(Ha>9),上、下两个哈特曼边界层基本上各自独立,互不影响;哈特曼数H... 采用非正则模态稳定性分析方法,对法向磁场作用下导电流体在导电平行平板内的流动稳定性进行了数值模拟,分析了磁场对流动稳定性的影响。结果表明,哈特曼数Ha较大时(Ha>9),上、下两个哈特曼边界层基本上各自独立,互不影响;哈特曼数Ha较小时(Ha<9),上、下两个哈特曼边界层距离较近,存在着一定的相互作用,并影响着整个流场的稳定性。平板导电时的扰动增长特征与平板绝缘情形下基本类似;但在平板导电条件下,磁场对扰动的抑制效果更明显。 展开更多

关键词 导电平板 哈特曼边界层 稳定性 非正则模态 数值模拟 流动

原文传递

低强度磁场作用下Hunt流的稳定性分析 被引量：1

12

作者 董帅 李爽 叶学民 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1605-1616,共12页

矩形管道内导电流体在磁场作用下的流动稳定性对材料的制备、热核聚变冷却系统的设计和运行均有重要意义。采用非正则模态稳定性分析方法,对Hunt流进行了数值模拟,获得了4种模态下初始扰动的增长特征及空间分布,分析了低强度磁场对流动... 矩形管道内导电流体在磁场作用下的流动稳定性对材料的制备、热核聚变冷却系统的设计和运行均有重要意义。采用非正则模态稳定性分析方法,对Hunt流进行了数值模拟,获得了4种模态下初始扰动的增长特征及空间分布,分析了低强度磁场对流动稳定性的影响。结果表明,哈特曼数Ha较小时,4种模态下的扰动均呈瞬态增长;Ha较大时,4种模态下的扰动出现两种增长模式:类型为模态Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的扰动仍呈瞬态增长,模态Ⅱ的扰动呈指数增长,此时流场稳定性与射流有关。 展开更多

关键词 Hunt流 稳定性 非正则模态 瞬态增长 指数增长

原文传递

磁场作用下导电流体的流动稳定性研究进展 被引量：1

13

作者 董帅 李爽 +1 位作者 刘立帅 叶学民 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第B11期17-26,共10页

磁场作用下导电流体的流动稳定性研究在电磁材料制备过程以及核聚变反应堆冷却系统的设计与制造有重要意义。文中简述了流动稳定性研究的主要方法,分析了正则模态和非正则模态两种方法的利弊,因两类方法所考察的扰动的增长形式不同,其... 磁场作用下导电流体的流动稳定性研究在电磁材料制备过程以及核聚变反应堆冷却系统的设计与制造有重要意义。文中简述了流动稳定性研究的主要方法,分析了正则模态和非正则模态两种方法的利弊,因两类方法所考察的扰动的增长形式不同,其结论往往不一致;对近十几年磁场作用下导电流体在不同形状管道内的流动稳定性研究进展进行了分类和概述,主要介绍了磁场方向、壁面导电率对流动稳定性的影响;针对相关实验的开展、稳定性分析方法以及对转捩机理的研究等提出了可能值得深入研究的方向。 展开更多

关键词 磁场 导电流体 流动稳定性 正则模态 非正则模态

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平行磁场作用下的低雷诺数平板流研究 被引量：1

14

作者 董帅 李本文 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1154-1157,共4页

用直接数值模拟方法,对平行磁场作用下的不可压缩导电流体在两无限大平行平板内的流动特性进行了研究.磁场的取向可以是侧向的(与主流方向垂直),也可以是流向的(与主流方向平行),主要讨论了后一种情况.流向磁场的主要作用是增强流向上... 用直接数值模拟方法,对平行磁场作用下的不可压缩导电流体在两无限大平行平板内的流动特性进行了研究.磁场的取向可以是侧向的(与主流方向垂直),也可以是流向的(与主流方向平行),主要讨论了后一种情况.流向磁场的主要作用是增强流向上的脉动速度,而抑制侧向和法向的脉动速度及动量传输.当施加的流向磁场强度足够大时,流场从湍流转变为层流,而通过施加背景噪声或脉冲噪声的方法不能使流场重新转变为湍流. 展开更多

关键词 平行磁场 湍流 直接数值模拟 大尺度间歇性

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Co-Fe_3O_4磁流体稳定性的研究 被引量：4

15

作者 张茂润 《宁波大学学报（理工版）》 CAS 1998年第2期28-31,共4页

研究了沉淀法制备Ｃｏ－Ｆｅ３Ｏ４磁流体过程中，工艺条件变化对Ｃｏ－Ｆｅ３Ｏ４磁流体稳定性的影响，从理论上对影响稳定性的因素进行了分析和解释，为研制高质量的磁流体提供了依据。

关键词 磁流体 稳定性 Co-Fe₃O₄

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一神非定常振荡流的稳定性分析

16

作者 王发民 赵烈 于欣 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1996年第3期271-282,共12页

本文分析了一种非定常振荡的不稳定性问题．其特点是．应用偏微分方程特征理论以及Ｏ－Ｓ方程特征值的展开，求解扰动波的相函数而不是预先给定扰动波的波动形式．本文研究平面Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流与其垂向振荡流的组合流动系统．对... 本文分析了一种非定常振荡的不稳定性问题．其特点是．应用偏微分方程特征理论以及Ｏ－Ｓ方程特征值的展开，求解扰动波的相函数而不是预先给定扰动波的波动形式．本文研究平面Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流与其垂向振荡流的组合流动系统．对于连续振荡源导致的波包演化，该系统存在不稳定性． 展开更多

关键词 Pfaffian方程 非定常振荡流 稳定性 振荡流 磁力

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流向磁场作用下二维磁流体槽道湍流直接模拟

17

作者 陈智 张劲柏 李椿萱 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期605-609,共5页

对低磁雷诺数近似下流向磁场作用的二维磁流体槽道湍流进行了直接数值模拟(DNS,Direct Numerical Simulation),给出了Re=10000时不同磁相互作用数下二维磁流体槽道湍流的近壁速度分布、湍流脉动速度均方根、雷诺应力等统计量的变化,并... 对低磁雷诺数近似下流向磁场作用的二维磁流体槽道湍流进行了直接数值模拟(DNS,Direct Numerical Simulation),给出了Re=10000时不同磁相互作用数下二维磁流体槽道湍流的近壁速度分布、湍流脉动速度均方根、雷诺应力等统计量的变化,并与中性流体二维槽道湍流进行了比较.结果表明:流向磁场作用会导致对数区上移;雷诺应力最大值随磁相互作用数呈线性变化;随着磁相互作用数的增大,下壁面平均涡量的时间演化由拟周期性向周期性转变,且脉动周期逐渐增大并当流动层流化后下壁面平均涡量成为常值. 展开更多

关键词 磁流体力学 湍流 槽道流动 直接数值模拟

原文传递

电磁力控制翼型失速的实验研究

18

作者 刘鹏 李艳霞 周本谋 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期29-33,共5页

将条状电极和磁极交错布置的电磁场激活板置于弱电解质溶液中,在流体边界层上产生具有明显分布特征的电磁力(Lorentz力),利用电磁力可以改变流体边界层的结构,控制边界层的流动脱落与分离,可以增加翼型升力,减少其阻力,实现对翼型失速... 将条状电极和磁极交错布置的电磁场激活板置于弱电解质溶液中,在流体边界层上产生具有明显分布特征的电磁力(Lorentz力),利用电磁力可以改变流体边界层的结构,控制边界层的流动脱落与分离,可以增加翼型升力,减少其阻力,实现对翼型失速的控制。利用电磁力控制流体边界层的方法属流体主动控制方法之一。本文首先基于电磁场和流体的基本方程,对置于弱电解质中的不同极板宽度的电磁激活板周围的电磁场及产生的Lorentz力进行了数值模拟;其次,通过实验来验证此方法的有效性。将包覆有电磁激活板的翼型置于弱电解质溶液中,利用基于TMS320F2812(DSP芯片)组建的翼型失速实验控制系统来灵活改变翼型的迎角和转速,测量升力和阻力的变化;实验结果表明,正向电磁力能够有效地抑制和延缓翼型失速现象的发生。 展开更多

关键词 电磁力 流体边界层 翼型失速 DSP实验系统

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湍流非线性问题的一种数值处理

19

作者 胡双辉 黄林 邱孝明 《计算物理》 CSCD 北大核心 1994年第2期154-160,共7页

介绍了一种对非线性问题作数值计算的有效方法。利用有效的模式选择手段，使复杂的湍流理论的数值计算在有限的条件下得以实现。大大节省了计算机时间，数值手段求得的结果与物理图象很好地一致。

关键词 湍流 非线性 数值计算 差分法

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螺旋通道磁流体推进器壁面脉动压力的数值研究

20

作者 赵凌志 彭爱武 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2014年第3期310-316,共7页

该文采用电势法和大涡模拟理论数值分析了2 m水柱压升螺旋通道磁流体推进器设计工况的全三维流场和脉动压力,探讨了电磁场作用下螺旋通道内部压力脉动的位置、强度、频率特征、产生原因以及减弱方法。数值分析结果表明:(1)电磁场作用下... 该文采用电势法和大涡模拟理论数值分析了2 m水柱压升螺旋通道磁流体推进器设计工况的全三维流场和脉动压力,探讨了电磁场作用下螺旋通道内部压力脉动的位置、强度、频率特征、产生原因以及减弱方法。数值分析结果表明:(1)电磁场作用下,螺旋通道的压力脉动沿周向基本均匀分布,沿轴向逐渐增大,整流段的压力脉动大于导流段;(2)螺旋叶片、整流器叶片以及外电极和整流器外管壁是产生压力脉动的主要区域;(3)优化整流器的几何结构、特别是叶片的型线,改善整流段及相邻螺旋叶片出口的流场分布,可降低这些区域的脉动压力,从而改进螺旋通道磁流体推进器的振动噪声性能。 展开更多

关键词 螺旋通道 磁流体推进 脉动压力 大涡模拟

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