【摘 要】
：
基于相容守恒格式电势法对聚变液态包层磁流体流动进行了仿真，此求解模型基于具有高性能的并行计算求解非结构化网格高Ha下的MHD问题。诱导电流与洛伦兹力采用守恒的电流密度格式进行求解，洛伦兹力作为源项的不可压N-S方程的求解采用投影算法，计算求解过程设置为预条件的多重网格。使用GPU对模型求解进行加速，能够得到至少2倍的加速性能。采用Ha分别为1 000与5 000时的Hunt算例对求解器进行验证，结
【机 构】
：
中国科学技术大学核科学技术学院,合肥230027
论文部分内容阅读
基于相容守恒格式电势法对聚变液态包层磁流体流动进行了仿真，此求解模型基于具有高性能的并行计算求解非结构化网格高Ha下的MHD问题。诱导电流与洛伦兹力采用守恒的电流密度格式进行求解，洛伦兹力作为源项的不可压N-S方程的求解采用投影算法，计算求解过程设置为预条件的多重网格。使用GPU对模型求解进行加速，能够得到至少2倍的加速性能。采用Ha分别为1 000与5 000时的Hunt算例对求解器进行验证，结果分布基本一致。
其他文献
首先由实验数据结合数值模拟，确定了在不同浓度的H2O2溶液中颗粒距离底面高度δ和准二维定向直线运动速度。然后，在已知颗粒距离底面高度和颗粒自驱动速度的前提下，分析得出溶液浓度和颗粒密度共同决定的颗粒距离底面高度的值，进一步发现高度的不同会导致其旋转角速度ω或旋转特征时间TR的变化。最后，得出结论现有Janus颗粒在H2O2溶液中的运动是近壁受限运动，近壁效应导致颗粒旋转特征时间的变化。
提出了一种通过施加外部温度梯度以增强交流电热效应的方法，并应用于微流体混合。采用数值模拟方法研究了施加不同方向和大小的外部温度梯度时，微通道内流场和浓度的分布。结果表明，施加外部温度梯度不仅能有效提高微流控芯片中的电热流动速度大小，同时能改变微混合器内流体的流动方向和涡流形态，进而促进微流体的混合效果。
对翼型绕流的洛仑兹力控制进行了实验和数值研究，分析洛仑兹力作用下的翼型流场及升阻力变化及其控制机理。研究结果显示洛仑兹力可有效抑制翼型绕流的流动分离，提高翼型的升力，减少阻力，但洛仑兹力的控制效果随着来流速度的增加而下降，升力增幅和阻力增幅与来流速度成反比关系。
以血清免疫检测为例，分析了不同电极排布形式对交流电场致快速免疫检测的影响。数值仿真和实验研究表明，由于非对称电极阵列打破了电场的空间对称性，不仅可在微通道内产生流场漩涡，还能使流体产生净流动，可以显著提高免疫检测的效率和灵敏度。
针对新型阳极铝电解槽，建立了阳极气体/电解质/铝液三相磁流体流动数学模型。采用基于有限体积的电势法，求解麦克斯韦方程组和洛伦定律得到铝电解槽中电流密度以及电磁力分布，并将电磁力作为源项插值到动量守恒方程，对阳极气体、电解质和铝液的流动及阳极气体的逃逸进行耦合分析。采用VOF多相流模型分析电解质/铝液界面波动行为。采用适用范围更广的RNGk-ε湍流模型分析流动现象。结果表明，新型阳极的孔缝结构能够有
利用磁流体抛物化稳定性方程特征分析得知,原始扰动量的线性和非线性磁流体PSE整体来说为抛物型。利用磁流体PSE的次特征分析证明,对速度U,在亚音速和跨音速区,线性磁流体PSE分别为椭圆型和双曲-抛物型,对速度U+u,在亚音速和跨音速区,非线性磁流体PSE分别为椭圆型和双曲-抛物型。结论表明,"抛物化"简化,仅把信息的对流扩散传播抛物化,而保留了信息的对流扰动传播特性,磁流体PSE实质上是磁流体扩散
采用数值模拟方法，计算小磁雷诺数磁流体力学控制方程。针对小高径比同心圆筒中的Taylor涡问题，数值研究单涡模式和双涡模式的转变现象，确定轴向磁场对磁流体Taylor涡分叉的临界曲线。
分别采用配置点谱方法(CSM)和有限容积法(FVM)为主的2组数值方法对二维方腔内磁流体自然对流与辐射换热耦合方程组进行离散和求解。第1组采用配置点谱方法对动量方程、能量方程和RTE方程进行离散和求解。第2组采用FVM对动量方程和能量方程进行求解，采用离散坐标法(DOM)对RTE方程进行求解。通过比较相同参数条件下的壁面平均Nusselt数和磁流体平均温度等数据，研究了采用2组数值方法达到相同的结
提出一种利用电磁振荡原理诱导磁性黏弹材料周期伸缩变形从而实现微发电的方法.首先通过材料振动测试和理论分析调查了不同纵横比的磁性黏弹性圆柱体的力学性能.之后，通过搭建电磁诱导发电试验台，研究了选用的磁性黏弹性圆柱体在根据法拉第电磁感应定律(因磁通量变化产生感应电动势)施加周期性磁场情况下实现微发电的可行性.实验结果发现，选用的磁性黏弹性体在1.6 Hz和140 mT的磁场中可产生最大输出电压0.9
建立了液态金属膜流MHD流动的数学物理模型，并开发了相关数值模拟程序。通过相关实验结果对该程序进行了校验，结果表明程序具有较好的精度，利用发展的程序对液态金属锂膜流在横向强磁场中的MHD流动进行了模拟，给出了入口流速及膜厚、底壁宽度、壁面粗糙度对膜流MHD流动的影响，结果表明在底壁宽度等其他条件确定的情况下存在唯一入口流速使得膜流MHD流动稳定，存在2个入口膜厚值使得膜流MHD流动稳定，壁面粗糙度