钐钴永磁流量计研制与锂铅自然对流回路流速测量

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作者 赵耀 孙振超 +2 位作者 张秀杰 潘传杰 王磊 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期323-327,共5页

介绍了钐钴永磁流量计的研制过程,包括材料选取、结构设计、运行原理及内部磁场分布状态。利用镓铟锡高温冲刷回路与商用流量计对其进行了校准比对,结果显示校准后的平均流速约为钐钴永磁流量计测量值的1.8倍。将校准后的结果运用于液... 介绍了钐钴永磁流量计的研制过程,包括材料选取、结构设计、运行原理及内部磁场分布状态。利用镓铟锡高温冲刷回路与商用流量计对其进行了校准比对,结果显示校准后的平均流速约为钐钴永磁流量计测量值的1.8倍。将校准后的结果运用于液态锂铅自然对流回路的流速测量,并与商业软件ANSYS Fluent模拟计算结果进行对比,二者之间的误差约为23.3%,并对误差进行了分析。通过实验与分析,确定锂铅自然对流回路的流速范围约为0.05~0.06m·s^(-1)。 展开更多

关键词 钐钴永磁流量计 锂铅液态金属回路 流速

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通道插件管道MHD效应初步实验结果 被引量：9

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作者 许增裕 潘传杰 +3 位作者 张秀杰 赵丽 张键 杨国骥 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期6-9,共4页

给出了通道插件管道MHD效应的初步实验结果,结果表明:中心区流速分布与数值预测的差别较大,且不同位置的管道截面流速分布不同,在压力平衡孔之间呈周期性变化;宏观的中心区与边缘区流量分配、MHD压降与简化理论预测结果相接近。这些数... 给出了通道插件管道MHD效应的初步实验结果,结果表明:中心区流速分布与数值预测的差别较大,且不同位置的管道截面流速分布不同,在压力平衡孔之间呈周期性变化;宏观的中心区与边缘区流量分配、MHD压降与简化理论预测结果相接近。这些数据将给FCI管道数值分析模型的完善和液态包层设计提供参考。 展开更多

关键词 液态包层 通道插件 MHD效应

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几种液体金属自由表面的MHD不稳定性实验研究 被引量：5

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作者 许增裕 潘传杰 +1 位作者 康伟山 张秀杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期289-292,共4页

介绍了在核工业西南物理研究院的液态金属实验回路(LMEL)上获得的几种可供液态偏滤器-限制器系统选用的液体自由表面的磁流体动力学(MHD)效应不稳定性的实验结果。实验发现:自由表面射流在穿越梯度横磁场时射程变短、截面变扁平,但MHD... 介绍了在核工业西南物理研究院的液态金属实验回路(LMEL)上获得的几种可供液态偏滤器-限制器系统选用的液体自由表面的磁流体动力学(MHD)效应不稳定性的实验结果。实验发现:自由表面射流在穿越梯度横磁场时射程变短、截面变扁平,但MHD效应稳定,调节射流与磁场的夹角可以控制射流的流动特性;自由表面膜流MHD效应存在三种现象,即层流、溪状流和湍流。层流是由多束射流打到固体表面产生的(简称"射-膜流"),从MHD效应角度考虑,"射-膜流"将是四种可选液态偏滤器-限制器系统的液体自由表面形式中最佳的选择。同时,探讨了从物理的角度来理解四种自由表面形式的MHD效应的现象。 展开更多

关键词 液态金属 自由表面 射-膜流 MHD效应

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矩形管道中液态金属MHD流动数值模拟研究 被引量：5

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作者 张秀杰 毛洁 +1 位作者 潘传杰 许增裕 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期15-20,共6页

基于感应电磁场方程发展了低磁雷诺数条件下充分发展液态金属管道流的数值模拟程序。为了校正程序,分别计算了两种工况:液态金属在全绝缘管道和部分绝缘管道中的流动,数值结果与Hunt和Shercliff的解析解吻合的很好,表明该程序具有很高... 基于感应电磁场方程发展了低磁雷诺数条件下充分发展液态金属管道流的数值模拟程序。为了校正程序,分别计算了两种工况:液态金属在全绝缘管道和部分绝缘管道中的流动,数值结果与Hunt和Shercliff的解析解吻合的很好,表明该程序具有很高的精度。最后利用发展的程序对液态金属钠钾合金在管壁材料为304不锈钢的全导电管道中的流动进行了数值模拟,并对流速分布和MHD压降结果与实验结果进行了比较,结果表明数值与实验结果吻合较好。 展开更多

关键词 磁感应方程 液态金属 MHD管道流 数值模拟

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液态金属自由表面膜流MHD效应的数值模拟 被引量：3

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作者 张秀杰 许增裕 +1 位作者 潘传杰 康伟山 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期28-33,共6页

对液态金属自由表面膜流在强磁场下的磁流体力学效应进行了数值模拟研究,获得了液态金属自由表面的形状、截面流速分布及截面上的电动势分布,从而能对膜流的一些磁流体动力学行为作出解释。数值计算结果与理论分析和实验结果符合较好。... 对液态金属自由表面膜流在强磁场下的磁流体力学效应进行了数值模拟研究,获得了液态金属自由表面的形状、截面流速分布及截面上的电动势分布,从而能对膜流的一些磁流体动力学行为作出解释。数值计算结果与理论分析和实验结果符合较好。由实验和数值模拟结果可以得出,液态金属膜流通过强磁场时,磁场会阻碍膜流的运动。 展开更多

关键词 磁流体力学 自由表面 膜流 液态金属 数值模拟

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液态金属实验回路(LMEL)的总体设计和运行 被引量：3

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作者 钱家溥 谌继明 +6 位作者 姜卫红 孙坤哲 许增裕 潘传杰 徐先龙 陈晓琼 张延续 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1998年第2期132-138,共7页

液态金属实验回路（ＬＭＥＬ）是国内唯一用于聚变堆磁流体动力学（ＭＨＤ）效应和材料相容性研究的大型实验装置。与国外同类先进的装置相比，回路流程和运行方式均有重大改进，使其更先进、安全并具有多功能。回路运行分为两个阶段：... 液态金属实验回路（ＬＭＥＬ）是国内唯一用于聚变堆磁流体动力学（ＭＨＤ）效应和材料相容性研究的大型实验装置。与国外同类先进的装置相比，回路流程和运行方式均有重大改进，使其更先进、安全并具有多功能。回路运行分为两个阶段：第一阶段以钠－钾低共熔合金（２２Ｎａ７８Ｋ）为工质，研究ＭＨＤ效应，ＬＭＥＬ的最大哈特曼（Ｈａｒｔｍａｎｎ）数Ｍ和相互作用参数Ｎ分别为０．７５×１０４和２．５×１０４；第二阶段以液态锂为工质，研究结构材料与锂的相容性，最高温度和流速分别为５２０℃和１．３８ｍ／ｓ。 展开更多

关键词 液态金属回路 磁流体动力学 聚变堆 设计 运行

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FCI结构及其电导率对MHD效应影响实验研究 被引量：3

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作者 许增裕 潘传杰 +3 位作者 张秀杰 赵丽 张键 杨国骥 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期122-126,共5页

实验研究了通道插件(FCI)压力平衡孔(PEH)和压力平衡狭缝(PES)结构、绝缘和非绝缘材质对磁流体动力学(MHD)效应的影响,结果表明:带PEH或PES、绝缘或非绝缘材质的FCI产生的流速分布有很大的差异;对MHD压降而言,FCI结构PEHs或PES差异的影... 实验研究了通道插件(FCI)压力平衡孔(PEH)和压力平衡狭缝(PES)结构、绝缘和非绝缘材质对磁流体动力学(MHD)效应的影响,结果表明:带PEH或PES、绝缘或非绝缘材质的FCI产生的流速分布有很大的差异;对MHD压降而言,FCI结构PEHs或PES差异的影响大于FCI绝缘或非绝缘材质差异引起的影响;对流速分布而则刚好相反。二次流引起的局部流速骤增的MHD效应(简称为S-MHD效应)对控制管道内流速分布和降低MHD压降有作用,这些实验结果为弄清FCI的MHD效应机制和液态金属包层设计提供了实验认知与有价值的参考。 展开更多

关键词 液态包层 通道插件 S-MHD效应

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润湿性及磁场对液态金属自由表面膜流流动状态的影响 被引量：3

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作者 张秀杰 潘传杰 许增裕 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期52-57,共6页

通过数值模拟及实验研究了润湿性及磁场对液态金属膜流流动状态的影响。首先,通过数值模拟研究了润湿性对膜流流动状态的影响。结果表明,当润湿性不好时,液态金属膜流容易发展为溪状流而不能完全覆盖底壁,入口膜厚较薄时更易发展为溪状... 通过数值模拟及实验研究了润湿性及磁场对液态金属膜流流动状态的影响。首先,通过数值模拟研究了润湿性对膜流流动状态的影响。结果表明,当润湿性不好时,液态金属膜流容易发展为溪状流而不能完全覆盖底壁,入口膜厚较薄时更易发展为溪状流;在入口膜厚及其它情况相同时,密度越小越易发展为溪状流。其次,研究了磁场对膜流流动状态的影响。结果表明,槽道与流体润湿性不好时,有磁场情况下液态金属膜流覆盖底壁的区域较无磁场时增加,强磁场对膜流的湍流有抑制作用。最后,液态金属膜流实验结果表明,润湿性不好时,镓铟锡合金膜流容易收缩发展为溪状流,这与数值模拟的结果是一致的。上述研究结果对磁约束聚变堆液态第一壁的设计具有指导意义。 展开更多

关键词 液态第一壁 膜流 润湿性 强磁场 MHD流动

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简化理论研究液态包层通道插件流体MHD效应 被引量：4

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作者 许增裕 潘传杰 张秀杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期205-208,共4页

基于先前的普通管道中的MHD效应的实验结果和质量守恒定律(或液态流体不可压缩原理)、洛仑磁力定律和电荷守恒定律,再利用有源网络等效方法,发展出一种简化而有效的分析带通道插件(FCI)管道的磁流体动力学(MHD)效应的方法。简化理论预... 基于先前的普通管道中的MHD效应的实验结果和质量守恒定律(或液态流体不可压缩原理)、洛仑磁力定律和电荷守恒定律,再利用有源网络等效方法,发展出一种简化而有效的分析带通道插件(FCI)管道的磁流体动力学(MHD)效应的方法。简化理论预测结果表明:采用FCI可有效地降低MHD压降;FCI的电导率存在一个临界值时,当大于这个值时,中心区流速将小于边界区流速;管道结构、FCI电导率、液态金属种类等存在着一个最佳组合参数,能最有效地减少MHD压降。 展开更多

关键词 液态包层 通道插件 MHD效应

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自由表面磁流体射流不稳定性分析(II) 被引量：1

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作者 许增裕 薛世华 +2 位作者 康伟山 潘传杰 赵怀国 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期19-23,共5页

用微分解析方法分析了自由表面磁流体射流在两个非均匀、相互垂直的横向磁场中的稳定性行为。获得了在给定射流初始速度分布和磁场分布条件下射流的速度空间分布表达式;分析了射流扭转及向外溅射的位置。

关键词 磁流体力学 非均匀磁场 自由表面金属流体射流 磁场分布 核试验物理 射流溅射

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聚变堆液态第一壁膜流MHD流动及其稳定性机制研究 被引量：1

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作者 张秀杰 潘传杰 许增裕 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期289-296,共8页

建立了液态金属膜流MHD流动的数学物理模型,开发了相关数值模拟程序。首先,通过相关实验结果对该程序进行了校验。然后,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、入口膜厚、底壁宽度、壁面粗糙度对其MHD流... 建立了液态金属膜流MHD流动的数学物理模型,开发了相关数值模拟程序。首先,通过相关实验结果对该程序进行了校验。然后,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、入口膜厚、底壁宽度、壁面粗糙度对其MHD流动的影响。模拟结果表明,存在唯一入口流速和唯一底壁宽度使得膜流MHD流动稳定;存在两个入口膜厚值使得膜流MHD流动稳定;壁面粗糙度对膜流MHD流动影响较小。最后,通过膜流MHD流动平衡分析,初步给出了其MHD稳定性的物理机制。分析结果表明,增加底壁宽度有利于降低电磁阻力,增加膜流的MHD稳定性;膜流的稳定流速随入口膜厚的增加先增大后减小,同时其最大稳定流速值相对于无磁场的情况减小很多。 展开更多

关键词 液态第一壁 液态金属 膜流 MHD流动 MHD稳定性

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液态金属自由表面射流磁流体力学效应的数值模拟 被引量：1

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作者 康伟山 许增裕 潘传杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期110-114,共5页

分析了磁流体力学效应对液态金属自由表面射流稳定性的影响。从射流的感应电势、电流、速度等方面,解释射流在磁场中稳定的原因。数值计算结果验证了理论分析。

关键词 液态金属 自由表面射流 磁流体力学效应 数值模拟

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非均匀磁场中自由表面液态射流的MHD稳定性分析 被引量：1

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作者 康伟山 许增裕 潘传杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期203-207,共5页

基于在液态金属实验回路上的实验,对非均匀磁场中液态金属射流的MHD稳定性进行了研究,建立了一个描述射流性能的简化模型。由此简化模型所得的结果与从实验获得的结果相比较表明,它们相当吻合,并发现在此液态金属射流中存在一个固有稳... 基于在液态金属实验回路上的实验,对非均匀磁场中液态金属射流的MHD稳定性进行了研究,建立了一个描述射流性能的简化模型。由此简化模型所得的结果与从实验获得的结果相比较表明,它们相当吻合,并发现在此液态金属射流中存在一个固有稳定性区域。 展开更多

关键词 液态金属 自由表面射流 MHD稳定性 非均匀磁场

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CFETR包层在热室内的除氚流程初步设计

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作者 罗蓉蓉 潘传杰 +6 位作者 王才旺 李鹏远 王晓宇 邓华林 闫腾飞 许发勇 许婉韵 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期279-284,共6页

设计了CFETR氦冷固态包层在热室中的除氚方法和工艺流程,热室内的除氚系统采用三层包覆的安全冗余设计,其中次级包容系统设计有高温真空炉和手套箱。采用高温烘烤和催化氧化技术,经过反复循环除氚后,直到电离室检测到的气体含氚量达到... 设计了CFETR氦冷固态包层在热室中的除氚方法和工艺流程,热室内的除氚系统采用三层包覆的安全冗余设计,其中次级包容系统设计有高温真空炉和手套箱。采用高温烘烤和催化氧化技术,经过反复循环除氚后,直到电离室检测到的气体含氚量达到国家设定的排放标准后稀释排放式固化储存,完成热室内包层模块的深度除氚。 展开更多

关键词 CFETR 热室 包层 除氚

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ITER磁体支撑结构多维加载系统测控系统的设计

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作者 廖敏 李鹏远 +2 位作者 侯炳林 潘传杰 迟成芳 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期114-119,共6页

为了验证ITER磁体支撑结构的可靠性,建立了多维加载测试平台对支撑部件进行机械性能检测。测量控制系统由7台EDC控制器、计算机系统、16通道准动态应变仪、25只位移传感器、7套油缸中的负荷和位移传感器组成。基于可编程语言,利用EDC22... 为了验证ITER磁体支撑结构的可靠性,建立了多维加载测试平台对支撑部件进行机械性能检测。测量控制系统由7台EDC控制器、计算机系统、16通道准动态应变仪、25只位移传感器、7套油缸中的负荷和位移传感器组成。基于可编程语言,利用EDC220数字控制器实现了多通道协调加载的测量和控制过程,完成了7套双油缸高精度同步控制实验。针对典型的加载工况进行工程测试。结果表明,测控系统设计合理,控制系统可靠,能满足下一步的实验要求。 展开更多

关键词 ITER磁体支撑 多维加载 EDC220控制器

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ITER纵场磁体支撑屈曲分析与半原型测试件初步设计 被引量：5

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作者 侯炳林 孙振超 +2 位作者 韩石磊 李鹏远 潘传杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期256-259,共4页

针对新设计的ITER纵场重力支撑结构特点,用ANSYS有限元软件对它建立了有限元模型。采用Block Lanczos方法求出了ITER重力支撑的屈曲特征值。分析结果表明ITER重力支撑不会发生屈曲。为了确保新设计结构的可靠性,初步设计了全尺寸支撑的... 针对新设计的ITER纵场重力支撑结构特点,用ANSYS有限元软件对它建立了有限元模型。采用Block Lanczos方法求出了ITER重力支撑的屈曲特征值。分析结果表明ITER重力支撑不会发生屈曲。为了确保新设计结构的可靠性,初步设计了全尺寸支撑的半原型件拟用来对支撑进行工程受力测试。 展开更多

关键词 ITER重力支撑 有限元法 特征值屈曲 半原型件 测试

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ITER纵场磁体支撑原型件三维加载测试平台设计 被引量：4

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作者 侯炳林 李鹏远 +5 位作者 杨淑娟 潘传杰 廖敏 陈辉 王跃 张博 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期54-59,共6页

根据ITER运行的主要危险工况,设计了一个专用的三维加载测试平台,并对该测试平台进行了结构有限元分析。有限元分析结果表明,三维测试平台结构有足够的强度和刚度,能满足磁体支撑原型件的三维加载测试的精度要求,可以用该设计方案进行... 根据ITER运行的主要危险工况,设计了一个专用的三维加载测试平台,并对该测试平台进行了结构有限元分析。有限元分析结果表明,三维测试平台结构有足够的强度和刚度,能满足磁体支撑原型件的三维加载测试的精度要求,可以用该设计方案进行制造。为了确信三维加载测试的可靠,制定了专门的三维加载测试平台的验收方案并按此方案对测试平台进行了可靠性测试。 展开更多

关键词 ITER磁体重力支撑 三维加载 测试平台 设计方案

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ITER纵场磁体支撑变更设计的螺栓问题探讨 被引量：2

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作者 侯炳林 李鹏远 +1 位作者 潘传杰 韩石磊 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期255-260,共6页

用解析法分析了螺栓的受力情况,计算出了螺栓的预紧力,设计了各种螺栓的参数,介绍了变更设计中用超级螺栓来防松的问题,提出了用全尺寸的螺栓模型和支撑结构的装配模型进行实际工程测试研究来增加设计的可靠性,为ITER纵场磁体支撑的螺... 用解析法分析了螺栓的受力情况,计算出了螺栓的预紧力,设计了各种螺栓的参数,介绍了变更设计中用超级螺栓来防松的问题,提出了用全尺寸的螺栓模型和支撑结构的装配模型进行实际工程测试研究来增加设计的可靠性,为ITER纵场磁体支撑的螺栓结构设计提供了工程参考。 展开更多

关键词 ITER纵场支撑 螺栓预紧力 解析法 全尺寸测试

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聚变堆液态包层准二维磁流体湍流模型研究

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作者 王磊 张秀杰 +3 位作者 潘传杰 许增裕 赵耀 王凡 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期21-25,共5页

为研究聚变堆氚增殖包层中液态金属湍流磁流体动力学(MHD)效应,开发了一种新的准二维单方程MHD湍流模型,并进行了相关数值模拟程序的编制及验证。对于矩形管道中的准二维MHD湍流流动,三维流动主要发生在哈德曼层中,中心的主流区呈现出... 为研究聚变堆氚增殖包层中液态金属湍流磁流体动力学(MHD)效应,开发了一种新的准二维单方程MHD湍流模型,并进行了相关数值模拟程序的编制及验证。对于矩形管道中的准二维MHD湍流流动,三维流动主要发生在哈德曼层中,中心的主流区呈现出二维流动。为了反映这种特殊的流动特征,新湍流模型在标准k-ε模型的基础之上去掉了传统的耗散项,代之以电磁耗散项来模拟湍流MHD效应。同时,采用Bradshaw假设来对湍流涡粘系数进行模化。为验证该湍流模型是否合理,编制了相关数值模拟程序,并利用直接数值模拟(DNS)结果对该程序进行了校正,数值模拟结果与DNS结果吻合较好。计算结果表明,该湍流模型可应用于聚变堆液态包层MHD湍流流动的数值模拟。 展开更多

关键词 聚变堆 液态包层 磁流体流动 准二维湍流 不可压缩流动

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强磁场环境下铁素体钢矩形流体通道内磁场分布研究

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作者 赵耀 张秀杰 +3 位作者 潘传杰 许增裕 王磊 王凡 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期178-182,共5页

用Ansys静磁模块数值模拟了在外加强磁场环境下铁素体矩形通道管中心磁感应强度分布。与文献结果、解析解及实验数据的对比表明,模拟结果与它们基本一致。进一步的数值模拟还表明,铁素体矩形管对其内部的整体磁场分布影响较大,不同区域... 用Ansys静磁模块数值模拟了在外加强磁场环境下铁素体矩形通道管中心磁感应强度分布。与文献结果、解析解及实验数据的对比表明,模拟结果与它们基本一致。进一步的数值模拟还表明,铁素体矩形管对其内部的整体磁场分布影响较大,不同区域内产生不同程度的磁力线扭曲及非均匀的磁感应强度分布效应。该分布可能对管道内磁流体动力学效应产生较大影响。 展开更多

关键词 铁素体 铁磁性 矩形管 匀强磁场 磁感应强度

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