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磁流体动力学管道流动数值模拟研究  
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【英文题名】 Numerical Simulation and Study of Magnetohydrodynamic Channel Flow
【作者】 张康平;
【导师】 李桦;
【学位授予单位】 国防科学技术大学;
【学科专业名称】 力学
【学位年度】 2007
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 国防科学技术大学
【网络出版投稿时间】 2009-06-12
【基金】 国家自然科学;
【关键词】 小磁雷诺数; 外加电磁场; 数值模拟; MHD加速器; 扩压器; 哈特曼流动;
【英文关键词】 low magnetic Reynolds number; added electric and magnetic field; numerical simulation; MHD accelerator; diffuser; Hartmann flow;
【中文摘要】 本文基于小磁雷诺数条件下Favre质量加权平均的三维Navier-Stokes方程,采用隐式LU-SGS方法分别结合一阶OC格式和二阶TVD格式的有限体积定常数值算法,用于求解包含激波、边界层以及二者之间的相互作用的超声速粘性管道流动的复杂流场。通过对超声速等截面扩压器、哈特曼流动等的数值模拟实现上述算法的验证,结果证明本算法是可行的。 本文运用上述算法分别对MHD加速器和超声速扩压器的流场结构进行了数值模拟,考虑了外加电磁场对哈特曼流动流场速度型分布的影响。对于MHD加速器,为了更深入更原始地分析外加电磁场对流场的影响,本文首先计算了一维条件下不同外加电磁场时的MHD加速器性能以及流场分布特点。模拟结果显示:在一定条件下,运用MHD技术对流场的加减速分别可以达到27.6%、36.3%。在此基础上进行了二维、三维的数值模拟。对结果作了分析比较,讨论了三维效应对于MHD加速器的影响。对于超声速扩压器,本文从机理上分析研究了扩压器的流场结构,尤其是激波串结构产生的原理。通过对外加电磁场下的扩压器与无外加电磁场条件下扩压器的比较,总结了MHD控制对于超声速扩压器的作用效果评估。通过对哈特曼流动...
【英文摘要】 Full three-dimensional Navier-Stokes equations with low magnetic Reynolds number assumption on the basis of Favre weighted average mass are used to solve the complicated flow field of supersonic viscous channel flow including shock wave,boundary layer and the interaction between them by introducing finite volume stationary numerical method of implicit LU-SGS method combined with first-order OC spatial scheme,second-order Harten-TVD one respectively.Validation of the arithmetic are realized by numeric...
【更新日期】 2009-06-29

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