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磁流体动力学角速度传感器研究综述
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作者 拓卫晓 蒋颢娇 +2 位作者 李醒飞 邢伟达 王天宇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期290-307,共18页
随着航空航天领域探测距离的逐步提升,频谱跨度大(0.1 Hz~1 kHz)、幅值小(mrad量级)的微角振动对有效载荷指向精度的影响日趋明显。磁流体动力学(MHD)角速度传感器兼具低噪声、宽频带、体积小的优势,是目前最适合在轨微角振动测量的方法... 随着航空航天领域探测距离的逐步提升,频谱跨度大(0.1 Hz~1 kHz)、幅值小(mrad量级)的微角振动对有效载荷指向精度的影响日趋明显。磁流体动力学(MHD)角速度传感器兼具低噪声、宽频带、体积小的优势,是目前最适合在轨微角振动测量的方法,能够为在轨微角振动力学特性分析及主动补偿提供宽谱段内的数据支撑。本文对MHD角速度传感器的工作原理、技术特点和应用情况进行综述,并针对当前研究中存在的问题进行探讨。首先,对比MHD角速度传感器的两种结构形式,基于传感器数学模型分析两种结构形式的输出特性差异。然后,介绍国内外MHD角速度传感器典型产品的技术指标及应用情况,围绕多物理场耦合仿真、微弱信号检测、测试与标定、低频拓展、工程应用五大核心技术进行讨论,分析现有技术瓶颈的基础上,明确亟需突破的难点问题。最后,指明MHD角速度传感器的未来发展方向,并展望其未来的应用领域。 展开更多
关键词 惯性传感器 磁流体动力学(mhd) 微角振动 宽频测量
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三维磁流体动力学管道流动加减速控制数值研究 被引量:6
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作者 张康平 田正雨 +1 位作者 冯定华 李桦 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期474-479,共6页
阐述了磁流体动力学(MHD)控制流场作用机理。在小磁雷诺数条件下,运用数值模拟方法,对不同外加电磁场条件下三维MHD管道流动的流场情况进行研究,得出不同磁场、电场等MHD参数作用下MHD加速器的性能。对MHD加速器的应用前景进行了展望。... 阐述了磁流体动力学(MHD)控制流场作用机理。在小磁雷诺数条件下,运用数值模拟方法,对不同外加电磁场条件下三维MHD管道流动的流场情况进行研究,得出不同磁场、电场等MHD参数作用下MHD加速器的性能。对MHD加速器的应用前景进行了展望。计算结果显示,电场取6000V/m,磁场为0.92T情况下,流场的加速性能可达13.46%,并且可以通过减小磁场或增大电场进一步提高加速性能;在仅添加0.92T磁场条件下,速度减速可达16.35%。 展开更多
关键词 数值模拟 磁流体动力学(mhd) mhd加速器 外加电磁场
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NND格式在多维理想磁流体方程组中的应用 被引量:8
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作者 赫新 陈坚强 邓小刚 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2005年第3期267-273,共7页
采用修正的四步Runge-Kutta方法求解三维一般曲线坐标系下的理想磁流体方程组,为克服数值振荡,加特征型NND格式进行后处理。特征型NND格式推广到求解三维磁流体(MHD)问题需要知道雅可比通量的左右特征矩阵,在具体计算时需要克服矩阵的... 采用修正的四步Runge-Kutta方法求解三维一般曲线坐标系下的理想磁流体方程组,为克服数值振荡,加特征型NND格式进行后处理。特征型NND格式推广到求解三维磁流体(MHD)问题需要知道雅可比通量的左右特征矩阵,在具体计算时需要克服矩阵的奇性。本文用三维程序采用推广的特征NND格式计算了一维MHD激波管和二维(MHD)喷管流动,计算结果表明,特征NND格式保持了TVD格式高精度的优点,又具有计算简单的特点,在包括强弱间断等复杂波系的定常和非定常MHD流场数值模拟中是成功的。 展开更多
关键词 磁流体 mhd数值模拟 NND格式
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电弧加热高温磁流体发电地面试验研究 被引量:5
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作者 欧东斌 曾徽 +5 位作者 杨国铭 朱安文 刘飞标 王铸 彭燕 刘保林 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期42-48,共7页
针对航天器未来空间飞行任务对大功率电源的迫切需求,开展了基于电弧加热的高温气体磁流体(MHD)发电地面试验研究。利用长分段电弧加热器加热氩气试验工质,模拟MHD发电所需的温度和压力条件,通过注入铯种子的方式提高试验工质的电导率,... 针对航天器未来空间飞行任务对大功率电源的迫切需求,开展了基于电弧加热的高温气体磁流体(MHD)发电地面试验研究。利用长分段电弧加热器加热氩气试验工质,模拟MHD发电所需的温度和压力条件,通过注入铯种子的方式提高试验工质的电导率,成功进行了直通式和盘式MHD发电地面试验:在磁场强度1T试验条件下,直通式发电机最大输出发电功率达到196W;在磁场强度7T试验条件下,盘式发电机最大输出发电功率达到10.5kW。本研究工作验证了磁流体发电技术的前景,为更高功率的磁流体发电机研究及空间应用奠定了基础。 展开更多
关键词 磁流体发电 直通式mhd发电机 盘式mhd发电机 长分段电弧加热器 发射光谱
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乘波构型飞行器磁流体进气道一体化概念设计 被引量:5
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作者 吕浩宇 李椿萱 曹德一 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1130-1134,共5页
采用准一维的磁流体方程组对设计状态下内磁流体发生器进行参数设计,利用斜激波理论设计磁流体进气道一体化的外形.以该外形为基点,对安装五对电极的内磁流体发生器采用五方程模型进行三维数值模拟,并通过调节其磁作用数以满足准一维假... 采用准一维的磁流体方程组对设计状态下内磁流体发生器进行参数设计,利用斜激波理论设计磁流体进气道一体化的外形.以该外形为基点,对安装五对电极的内磁流体发生器采用五方程模型进行三维数值模拟,并通过调节其磁作用数以满足准一维假设下设计的进气道外形.研究表明,磁流体进气道最小出口流动均匀参数可以作为判别内发生器最优磁作用数的准则,在该磁作用数下内磁流体发生器可以有效地提高进气道的性能. 展开更多
关键词 磁流体动力学(mhd) 磁流体进气道 一体化设计
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NND 格式在理想磁流体方程组中的应用 被引量:3
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作者 叶占银 魏奉思 +2 位作者 李敬群 冯学尚 姚久胜 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期301-308,共8页
针对守恒型磁流体力学方程组(MHD)和流体力学方程组(HD)通量项不同特点,提出 了一种能够采用无振荡、无自由参数(NND)格式离散MHD方程组的通量分裂方法,并首先 在一维模型方程中验证了方法的可行性,进一步全三维离... 针对守恒型磁流体力学方程组(MHD)和流体力学方程组(HD)通量项不同特点,提出 了一种能够采用无振荡、无自由参数(NND)格式离散MHD方程组的通量分裂方法,并首先 在一维模型方程中验证了方法的可行性,进一步全三维离散了MHD方程组,在轴对称盔形磁 场位形太阳风流动的数值试验中,选取46个太阳半径(R_s)的计算域,基本能够反映行星际 空间物理参数在径向有大到8~9个量级变化的特点.计算结果表明针对气动力学跨音速流动 的NND格式可以推广到磁流体力学方程组中,并有很好的稳定性. 展开更多
关键词 太阳风 磁流体力学 mhd数值模拟 太阳磁场 数值算法 NND格式 理想磁流体方程组
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磁流体动力学控制二维扩压器流场数值模拟研究 被引量:2
7
作者 张康平 丁国昊 +1 位作者 田正雨 李桦 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期39-42,共4页
对常规扩压器进行了简介并作机理分析。用小磁雷诺数假设下基于Favre质量平均的全Navier-Stokes方程来求解外加电磁场的超声速扩压器流场。与常规扩压器比较可以发现,选用适当的外加电磁场组合可以使流动在更短的距离内实现减速扩压,并... 对常规扩压器进行了简介并作机理分析。用小磁雷诺数假设下基于Favre质量平均的全Navier-Stokes方程来求解外加电磁场的超声速扩压器流场。与常规扩压器比较可以发现,选用适当的外加电磁场组合可以使流动在更短的距离内实现减速扩压,并将部分动能转化为电能。研究表明:仅添加一定外磁场时,第一道激波位置、第二道激波位置、激波串长度分别为无外加电磁场情况的62.19%,77.74%和50.18%。 展开更多
关键词 数值模拟 磁流体动力学(mhd) 等截面扩压器 激波串
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磁流体发电种子还原特性的研究
8
作者 蓝计香 金保升 +2 位作者 唐楚明 杨明珍 徐跃年 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1992年第A00期131-134,共4页
<正> 煤还原法再生磁流体发电种子是在高温下用煤作还原剂还原硫酸钾成硫化钾,浸取液经碳化后得到碳酸钾。掌握硫酸钾还原特性和条件是实施煤还原法的技术关键,模拟台架试验的目的是为863计划磁流体发电中试电厂的工程设计提供数... <正> 煤还原法再生磁流体发电种子是在高温下用煤作还原剂还原硫酸钾成硫化钾,浸取液经碳化后得到碳酸钾。掌握硫酸钾还原特性和条件是实施煤还原法的技术关键,模拟台架试验的目的是为863计划磁流体发电中试电厂的工程设计提供数据。 1还原反应和试验装置高温下,硫酸钾和煤的还原反应以K_2SO_4+4CO=K_2S+4CO_2~气固反应为主,还原过程的速度将受碳的气化CO_2+C=2CO反应速度的控制。为有利还原反应的进行,除应有较高的反应温度外。 展开更多
关键词 mhd 磁流体发电 种子还原试验
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燃煤磁流体发电的逆变系统
9
作者 赵以钰 吕友昌 +1 位作者 周丕钧 潘卫民 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1990年第2期128-131,共4页
用于磁流体发电机的有源逆变器是直流磁流体发电机向已有交流电网传递功率的上游部件,也是直流磁流体发电机的负荷调节器。由于逆变器介于磁流体发电机和交流电网之间,也即逆变系统的一侧和直接进行热电转换的发电机相连,而另一侧和已... 用于磁流体发电机的有源逆变器是直流磁流体发电机向已有交流电网传递功率的上游部件,也是直流磁流体发电机的负荷调节器。由于逆变器介于磁流体发电机和交流电网之间,也即逆变系统的一侧和直接进行热电转换的发电机相连,而另一侧和已有交流电网相衔接.由此,磁流体发电的逆变系统具有不同于一般逆变系统的特点和结构.本文针对将要建造的百千瓦级磁流体发电机提出了逆变系统的结构和控制方案. 展开更多
关键词 燃煤mhd电厂 逆变系统 磁流体发电
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基于电子束电离的高超声速磁流体发电机 被引量:7
10
作者 黄浩 黄护林 +2 位作者 张喜东 张义宁 刘振德 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期706-712,共7页
为了获得高超声速低温来流条件下基于电子束电离的磁流体发电机性能,采用三维低磁雷诺数磁流体动力学五方程模型和简化的电子束电离模型,对等截面分段法拉第型磁流体发电机内的流动进行数值模拟,研究了电离能量花费、磁场强度对发电通... 为了获得高超声速低温来流条件下基于电子束电离的磁流体发电机性能,采用三维低磁雷诺数磁流体动力学五方程模型和简化的电子束电离模型,对等截面分段法拉第型磁流体发电机内的流动进行数值模拟,研究了电离能量花费、磁场强度对发电通道性能的影响,得出了不同电离花费下电离所形成的电子数密度和电导率。研究结果表明,电子束电离低温来流能够产生足够的电导率,当负载系数保持为0.5时,电效率基本保持在0.5~0.6之间,电效率大小受磁场强度影响不大,电离能量花费Pion(MW/m3)为0.06,0.6,6,30,300时的电导率σ(S/m)分别为0.28,0.9,3,7,27。当电离能量花费为30MW/m3,能量提取率达到26%,电效率为66%,发电机性能接近最佳,对应的磁场强度为10T。 展开更多
关键词 高超声速 电子束电离 磁流体(mhd)发电 分段电极 三维模型
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基于磁流体理论的气吹灭弧装置性能研究 被引量:3
11
作者 李庆一 王巨丰 +5 位作者 张镱议 王嬿蕾 陈宇宁 杨子童 谭思源 王晓蕾 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期2025-2031,共7页
我国的配电线路分布密集,并且绝缘强度和耐雷水平均较低,加之雷害的高发性和高危性,降低雷击跳闸率、保障配电线路可靠运行具有重大研究意义。多重曲折断口灭弧装置是一种自能式气体灭弧装置,能够大幅度降低雷击跳闸率。该文基于磁流体... 我国的配电线路分布密集,并且绝缘强度和耐雷水平均较低,加之雷害的高发性和高危性,降低雷击跳闸率、保障配电线路可靠运行具有重大研究意义。多重曲折断口灭弧装置是一种自能式气体灭弧装置,能够大幅度降低雷击跳闸率。该文基于磁流体理论(magnetohydrodynamics,MHD),分析该装置内的电弧形成、熄灭以及自膨胀气流的产生原理,利用COMSOLMultiphysics仿真软件搭建了灭弧装置的2维几何模型,通过分析仿真结果,详细阐述了在整个灭弧过程中气流能量与电弧能量的持续性竞争过程;根据IEC标准搭建了工频续流灭弧试验平台,进行了工频续流遮断试验,试验结果表明该装置能够在800μs内熄灭1.5kA工频续流;通过实际线路运行数据显示该装置能够有效灭弧、大幅度降低雷击跳闸率。 展开更多
关键词 配电线路 多重曲折断口灭弧装置 mhd磁流体 自膨胀气流 工频续流
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在多孔平板磁流体动力边界层吹吸与热辐射对流动影响 被引量:1
12
作者 任慧 赵国昌 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第8期307-311,共5页
存在磁场时对多孔通道平板边界层流动和传热进行分析,无滑动边界条件相对应的、不同的速度滑移和温度滑移;并在温度方程中考虑热辐射条件。相应的动量和能量方程为非线性常微分方程;并将其进行相似变换。通过龙格库塔的计算方法获得这... 存在磁场时对多孔通道平板边界层流动和传热进行分析,无滑动边界条件相对应的、不同的速度滑移和温度滑移;并在温度方程中考虑热辐射条件。相应的动量和能量方程为非线性常微分方程;并将其进行相似变换。通过龙格库塔的计算方法获得这些方程的数值解。结果发现,增加滑移参数以及增加磁参数时,水平速度减少;增加的磁参数而温度增加;增加热滑参数而温度降低;热辐射增强了有效热扩散率并使温度上升。 展开更多
关键词 磁流体动力学(mhd) 吹吸参数 速度滑移 热滑移 热辐射 相似变换
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高超声速飞行器尾喷管中磁流体发电机性能数值研究 被引量:1
13
作者 李灏 黄护林 +1 位作者 张义宁 刘琛源 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期155-167,共13页
高超声速飞行器因无涡轮而失去发电能力,利用尾喷管中磁流体(Magnetohydrodynamic,MHD)发电机进行发电可以有效解决这一问题。本文采用Fluent商业软件对高超声速飞行器尾喷管中MHD发电机的性能进行了数值研究。研究发现,当磁流体发电通... 高超声速飞行器因无涡轮而失去发电能力,利用尾喷管中磁流体(Magnetohydrodynamic,MHD)发电机进行发电可以有效解决这一问题。本文采用Fluent商业软件对高超声速飞行器尾喷管中MHD发电机的性能进行了数值研究。研究发现,当磁流体发电通道入口气体的马赫数设置为1.1时,入口气体的马赫数被迫降低至亚声速时,其才能流进通道,但气体的速度沿流向不断上升,并在发电通道出口处达到当地声速。局部磁场使MHD发电机两端出现了端部效应,导致MHD发电机的进出口附近产生了涡电流,进而降低了MHD发电机的性能。在端部效应和MHD射流效应的耦合下,发电通道流向横截面中心的气体总焓沿流向非均匀下降,在发电机入口电极处,其总焓略有增加并达到最大值;在发电机出口电极处,其总焓出现一极小值;横截面上气体总焓的平均值沿流向却均匀下降。不同电极对数的MHD发电机的数值结果表明,分段电极法拉第型MHD发电机的电极对数越多,MHD发电机内的霍尔效应越弱,焓提取率与发电效率越高。当6对电极的MHD发电机分别忽略和考虑霍尔效应时,其焓提取率相差了0.05%,发电效率相差了6.5%。 展开更多
关键词 磁流体动力学 mhd发电机 发电性能 端部效应 电极对
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微极流体向受热面的MHD驻点流动 被引量:4
14
作者 M·阿斯拉夫 M·M·阿斯拉夫 +1 位作者 黄锋(译) 张禄坤(校) 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第1期44-52,共9页
分析了有均匀横向磁场作用时,导电微极流体垂直冲击受热面时形成的二维驻点流动问题.应用适当的相似转换,将连续、动量、角动量及热量的控制方程,及其相应的边界条件,简化为无量纲形式.然后,利用以有限差分离散化为基础的算法,求解简化... 分析了有均匀横向磁场作用时,导电微极流体垂直冲击受热面时形成的二维驻点流动问题.应用适当的相似转换,将连续、动量、角动量及热量的控制方程,及其相应的边界条件,简化为无量纲形式.然后,利用以有限差分离散化为基础的算法,求解简化了的自相似非线性方程.用Richardson外推法,进一步求精其结果.以图表形式表示磁场参数、微极性参数、Prandtl数对流动和温度场的影响,说明了其解的重要特性.研究表明,随着磁场参数的增大,速度和热边界层厚度变小了.与Newton流体相比较,微极流体的剪应力和传热率出现明显的减少,这对聚合物生产过程中流体的流动和热量控制是有益的. 展开更多
关键词 磁流体动力学(mhd) 驻点流动 微极流体 相似变换 有限差分 边界层
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Casson流体作磁流体动力学流动时的Soret和Dufour效应 被引量:4
15
作者 T·哈亚特 S·A·谢赫扎德 +2 位作者 A·阿尔舍德 黄锋(译) 张禄坤(校) 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2012年第10期1211-1221,共11页
考虑Soret和Dufour效应,对Casson流体在可伸缩表面上,作磁流体动力学流动时的影响.首先导出相关的方程,然后用同伦法构造级数解.给出并讨论了速度、温度和浓度的场结果;在不同的物理参数下,得到并分析了表面摩擦因数、Nusselt数和Sherw... 考虑Soret和Dufour效应,对Casson流体在可伸缩表面上,作磁流体动力学流动时的影响.首先导出相关的方程,然后用同伦法构造级数解.给出并讨论了速度、温度和浓度的场结果;在不同的物理参数下,得到并分析了表面摩擦因数、Nusselt数和Sherwood数的值;并验证了级数解的收敛性. 展开更多
关键词 Soret和Dufour效应 磁流体动力学(mhd)流动 Casson流体 传热传质
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磁流体动力学动量轮的致动特性和影响因素
16
作者 李吉冬 钟莹 李醒飞 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1676-1683,共8页
结合不可压缩流体的纳维−斯托克斯方程和磁流体动力学基本方程,针对电流和电压控制模式下矩形截面环管内金属流体的哈脱曼流动问题建立完整的传递函数模型,深入分析流体中黏滞力项和边界层效应对动量轮输出性能的影响.通过有限元仿真软... 结合不可压缩流体的纳维−斯托克斯方程和磁流体动力学基本方程,针对电流和电压控制模式下矩形截面环管内金属流体的哈脱曼流动问题建立完整的传递函数模型,深入分析流体中黏滞力项和边界层效应对动量轮输出性能的影响.通过有限元仿真软件COMSOL对流体运动特性和流场分布进行仿真验证,分析电流、磁场和流体特征参数对动量轮输出指标的影响.在电流控制模式下,动量轮的角动量输出标度因数约为9.68×10^(−5)N·m·s/A,可作为动量轮的设计与优化依据. 展开更多
关键词 磁流体动力学(mhd) 动量轮 哈脱曼流动 有限元仿真 纳维−斯托克斯方程
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等通量多孔介质内填夹杂时,粘性和Joule传热对磁流体动力学自然对流的影响 被引量:1
17
作者 Y·M·巴达维 H·M·杜威瑞 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2010年第9期1057-1065,共9页
当一个等通量多孔介质内填倾斜矩形夹杂物时,数值地研究了粘性和Joule传热对磁流体动力学自然对流热传导的影响.矩形夹杂物的一边为等热通量的加热面,其对边为等热通量的致冷面,另外两边为绝热面.使用一组适当的变量,将能量方程和Darcy-... 当一个等通量多孔介质内填倾斜矩形夹杂物时,数值地研究了粘性和Joule传热对磁流体动力学自然对流热传导的影响.矩形夹杂物的一边为等热通量的加热面,其对边为等热通量的致冷面,另外两边为绝热面.使用一组适当的变量,将能量方程和Darcy-Oberbeck-Boussinesq的Forch-heimer推广式变换为无量纲形式,然后用有限差分法求解.控制参数为磁效应数、修正的Rayleigh数、矩形夹杂物的倾角及其长宽比.结果显示,粘性和Joule传热导致热传导率下降. 展开更多
关键词 磁流体动力学(mhd) 自然对流 多孔介质
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化学反应对流过半无限垂直多孔板的粘性耗散非定常磁流体流动的影响 被引量:1
18
作者 J.A.饶 S.施崴阿赫 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第8期998-1010,共13页
分析了化学反应,对流过半无限竖直多孔板的、粘性耗散的、非定常的磁流体流动的影响.利用随时间变化的相似参数,将运动、能量、溶质的控制方程变换为常微分方程,并用有限单元法数值地求解所得到的常微分方程.用图形给出了不同参数对速... 分析了化学反应,对流过半无限竖直多孔板的、粘性耗散的、非定常的磁流体流动的影响.利用随时间变化的相似参数,将运动、能量、溶质的控制方程变换为常微分方程,并用有限单元法数值地求解所得到的常微分方程.用图形给出了不同参数对速度、温度和浓度分布的影响,用表格给出了不同物理参数值时,表面摩擦力、Nusselt数和Sherwood数的数值. 展开更多
关键词 磁流体动力学(mhd) 化学反应 多孔介质 粘性耗散 有限元
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磁流体发电种子还原特性的研究
19
作者 蓝计香 金保升 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1992年第B09期131-134,共4页
关键词 mhd 磁流体发电 种子还原试验
全文增补中
MHD控制微电离等离子体射流 被引量:2
20
作者 罗卫东 李锋 +3 位作者 孙佰刚 赵凯 熊溢威 王昌胜 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1758-1764,共7页
为了研究磁流体动力学(MHD)控制低温微电离等离子体射流,实现推力矢量的可行性,提出了一种基于MHD控制等离子体流动理论的试验方法,建立了种子(碱金属盐)诱导燃气电离的MHD流动控制试验台,研究了不同温度和不同磁场方向条件下射流偏转... 为了研究磁流体动力学(MHD)控制低温微电离等离子体射流,实现推力矢量的可行性,提出了一种基于MHD控制等离子体流动理论的试验方法,建立了种子(碱金属盐)诱导燃气电离的MHD流动控制试验台,研究了不同温度和不同磁场方向条件下射流偏转向量角,并用用户自定义函数(UDF)加载MHD模型求解三维N-S方程,探究了数值研究MHD控制的可行性.结果表明:向燃烧室内注入低电离能种子能够诱导燃气电离,形成磁流体,在磁场作用下实现推力矢量控制;等离子体射流偏转的数值模拟结果与试验结果在一定程度上是一致的,说明数值模拟MHD流动控制具有一定的可信度. 展开更多
关键词 磁流体动力学(mhd) 等离子体 诱导电离 推力矢量 数值模拟
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