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在磁场作用下的磁流体动力学(magnetohydrodynamic)研究对于核聚变反应的发展有着非常重要的作用。核聚变反应堆中包层中的流体金属主要功能包括反应堆中氚的增殖、产生聚变能后能量的转换以及屏蔽反应过程中产生的辐射,而磁场的存在是为了采用磁性约束将高温等离子体约束在一定的范围内,包层内的金属流体在磁场作用下的流动会引起磁流体动力学效应(MHD效应),MHD效应会改变流体的流线模式、流动特性以及包层内流体的压降问题。液态金属MHD流动的研究与冶金、核聚变反应等很多前沿科技密切相关。金属流体在包层中流动,由于受到外加磁场的作用流体内会产生感应电流,感应电流又在磁场作用下产生与流动方向相反的洛伦兹力,从而影响其流动速度。管道流中有两种不同的边界层:哈特曼层和边界层,两个边界层都很薄,但由于其通过很大的电流密度,所以要在其层内划分一定数量的网格,这样就给所要研究的数值模拟大大增加计算量。近年来,对于包层内金属流体MHD流动的数值模拟研究有了很大的发展,而人们研究的重点也从之前的层流逐渐转到自然界和工程中更加普遍的湍流模型上。湍流是自然界中普遍存在的一种复杂流动,但人们对于湍流机理的研究认识以及MHD湍流的数值模拟方法仍处于探索阶段,本文将采用大涡数值模拟方法对磁流体湍流进行数值模拟。用开源CFD软件OpenFOAM开发出适合本论文研究的磁流体湍流MHD求解器,先对开发出的MHD求解器进行验证,验证其正确性。用开发的MHD求解器对不同的算例进行数值计算,我们可以看出随着计算的不断进行,流体的截面速度不断呈现压平的趋势,中心速度下降,靠近侧壁速度相应升高。观察方管截面速度云图和速度矢量我们可以看出管道流内湍流流体是有涡流出现,在垂直方向加上磁场后,磁场对速度有个“压平”趋势,涡流也相应减少,速度矢量更多的向四角以及拐角靠近哈特曼层的地方靠近。通过Y+=15的靠近壁面处瞬态速度可以很清楚看到湍流流体中的高速和低速区域,加上y方向磁场后湍流的高低速带会沿着流动方向被拉伸而呈现“长条状”。我们又对不同的算例进行数值模拟,比较了雷诺数分别为Re=4300、Re=5300,而哈特曼数同为Ha=23的平均速度和脉动速度对比,通过平均速度和脉动速度可以更直观的看出雷诺数较大的速度曲线受洛伦兹力影响压平效果较明显,湍流强度也较大。同时又比较了雷诺数为Re=5300,哈特曼数分别为Ha=23、Ha=46的平均速度和脉动速度对比,通过对比可以发现磁场越强、哈特曼数越大对于磁流体湍流有越强的抑制作用。