MHD能量旁路超燃冲压发动机可行性分析 被引量：9

1

作者 郑小梅 徐大军 蔡国飙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期272-275,295,共5页

使用准一维模型对磁流体能量旁路超燃冲压发动机MPCE(Magneto-Plasma-Chem ical Engine)进行了性能计算.考察了理想和非理想的超燃冲压发动机应用磁流体MHD(magnetohydrodynam ics)能量旁路的效果,对于理想的超燃冲压发动机应用MHD反而... 使用准一维模型对磁流体能量旁路超燃冲压发动机MPCE(Magneto-Plasma-Chem ical Engine)进行了性能计算.考察了理想和非理想的超燃冲压发动机应用磁流体MHD(magnetohydrodynam ics)能量旁路的效果,对于理想的超燃冲压发动机应用MHD反而会使发动机的性能降低;对于非理想的超燃冲压发动机,MHD的作用使发动机的比冲增加.考虑发动机工作的工程限制条件对超燃冲压发动机和MPCE的性能进行了比较,结果表明应用MHD可以扩大超燃冲压发动机的工作范围,在非设计马赫数下提高发动机的性能.计算了负载系数、通道压力系数等重要的设计参数对MPCE性能的影响,结果显示优化参数设置可以使发动机比冲增加,但是同时又会受到工程条件的限制. 展开更多

关键词 磁流体动力学 磁流体能量旁路超燃冲压发动机 高超声速飞行器 超燃冲压发动机

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星载MHD传感器灵敏度特性误差分析与模型验证 被引量：2

2

作者 周海佳 李得天 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1135-1140,1233,共7页

磁流体动力学(magneto-hydro-dynamic,简称MHD)传感器是测量航天器平台宽频微角颤振的关键器件之一。鉴于MHD传感器的误差与噪声特性会影响星载惯性导航系统的精度与分辨率,对所设计的MHD传感器进行误差分析与试验验证。采用样机数据分... 磁流体动力学(magneto-hydro-dynamic,简称MHD)传感器是测量航天器平台宽频微角颤振的关键器件之一。鉴于MHD传感器的误差与噪声特性会影响星载惯性导航系统的精度与分辨率,对所设计的MHD传感器进行误差分析与试验验证。采用样机数据分析与组件物理建模相结合的方法,分析与验证MHD传感器灵敏度特性与误差模型。结果表明:传感器的误差主要受到重力方向与温度条件的影响,并且该项误差对无温控MHD传感器的误差起决定作用;当温度变化较小时,变压器磁芯磁导率的工艺误差占总误差的一半;差分放大器的噪声对传感器噪声具有显著影响。 展开更多

关键词 磁流体动力学传感器 误差分析 灵敏度 模型验证

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电磁驱动高能量密度动力学实验的一维磁流体力学多物理场数值模拟平台:SSS-MHD 被引量：1

3

作者 孙承纬 陆禹 +21 位作者 赵继波 罗斌强 谷卓伟 王桂吉 张旭平 陈学秒 周中玉 李牧 袁红 张红平 王刚华 孙奇志 文尚刚 谭福利 赵剑衡 莫建军 蔡进涛 金云声 贺佳 种涛 赵小明 刘仓理 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期105-125,共21页

超高压、超高密度物质状态生成和性质研究是当代极端物理学的重要前沿领域,电磁驱动的高能量密度物理实验对于该领域的意义尤为重要。这类实验虽然形式上多种多样,但在物理上有内在统一性,即均以力学守恒定律和宏观电磁理论为基本框架... 超高压、超高密度物质状态生成和性质研究是当代极端物理学的重要前沿领域,电磁驱动的高能量密度物理实验对于该领域的意义尤为重要。这类实验虽然形式上多种多样,但在物理上有内在统一性,即均以力学守恒定律和宏观电磁理论为基本框架。为了建立统一数值模拟平台、依靠负载电流实验数据(或驱动电路真实数据)确定各种极端实验条件下负载构形的力学运动及其与各个物理场的耦合问题,将经受大量实际检验的冲击、爆轰动力学和激光效应计算的一维拉格朗日编码SSS,实质性扩展成为磁流体力学多物理场耦合编码SSS-MHD。对于具有典型意义的平面准等熵斜波压缩、高速平面固体飞片发射、固体套筒电磁内爆和炸药内爆磁通量压缩实验等各类高能量密度动力学实验案例的模拟计算结果表明,编码SSS-MHD计算与美国Z装置、中国CQ和CJ系列装置的实验及美国编码ALEGRA-1D和2D计算数据的相对偏差基本不超过5%。该数值模拟平台为极端材料动力学实验(包括气体、液体、化合物和金属)提供了有力的支撑,还将有助于多维磁流体力学多物理场编码的开发。 展开更多

关键词 磁流体力学多物理场耦合计算 磁驱动斜波压缩 电磁驱动内爆动力学 爆炸磁通量压缩技术

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半空间上MHD方程弱解的衰减下界

4

作者 吕锴 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期160-166,共7页

研究了磁流体力学(MHD)方程的弱解在半空间Rn+上的衰减性质,通过建立一族产生弱衰减的初值,得到了MHD方程的衰减下界.

关键词 磁流体力学(mhd)方程 半空间 衰减下界

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基于磁流体力学模型与模型预测控制的地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动平抑优化调度 被引量：1

5

作者 辛文凯 王泽忠 +1 位作者 刘春明 王古玥 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期4003-4014,共12页

地磁暴期间,电网中的变压器受到地磁感应电流(GIC)影响而导致无功损耗会显著增大,这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超高压、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害,造成电压跌落至不合格区间甚至... 地磁暴期间,电网中的变压器受到地磁感应电流(GIC)影响而导致无功损耗会显著增大,这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超高压、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害,造成电压跌落至不合格区间甚至引发电压崩溃而导致大规模停电。该文以地球三维磁流体力学(MHD)模型预测的地磁扰动(GMD)为基础,采用模型预测控制(MPC)方法修正MHD模型计算的无功扰动并调整可控主导节点的注入功率进行优化调度,平抑地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动。该文还以华东超高压、特高压电网为算例,仿真对比了特大地磁暴发生期间电网实施优化调度前后的电压波动,并提出了波动率指标验证了所提方法的有效性,为保证地磁暴期间的电压稳定性和合格率提供了指导。 展开更多

关键词 地磁暴 地磁感应电流 电压波动 磁流体力学 无功扰动

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低压空气电弧动态特性仿真及分析 被引量：63

6

作者 吴翊 荣命哲 +1 位作者 杨茜 胡光霞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第21期143-148,共6页

在计算流体动力学(CFD)商用软件包二次开发的基础上针对低压断路器简化灭弧室,采用磁流体动力学(MHD)理论建立了三维电弧仿真模型。仿真计算结果描述了电弧弧柱收缩、等离子体喷流和电弧形态等相关现象,研究发现磁场、出气口面积的增大... 在计算流体动力学(CFD)商用软件包二次开发的基础上针对低压断路器简化灭弧室,采用磁流体动力学(MHD)理论建立了三维电弧仿真模型。仿真计算结果描述了电弧弧柱收缩、等离子体喷流和电弧形态等相关现象,研究发现磁场、出气口面积的增大可加速电弧运动,但出气口面积到达一定程度后,其大小变化对电弧运动的影响很小,而栅片的存在则对灭弧室气流具有一定阻挡作用。电弧运动的实验结果验证了仿真模型的合理性。 展开更多

关键词 低压断路器 电弧运动 仿真 磁流体动力学 计算流体力学

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二维超燃冲压发动机磁控进气道的数值模拟 被引量：14

7

作者 郑小梅 吕浩宇 +1 位作者 徐大军 蔡国飙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期12-17,共6页

针对飞行马赫数大于设计马赫数的情况,采用二维磁流体动力学方程对磁控进气道进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明磁流体装置的电磁作用可以使非设计马赫数下进气道激波满足SOL(shock on lip)条件,并使出口处的流动变得均匀。分析了... 针对飞行马赫数大于设计马赫数的情况,采用二维磁流体动力学方程对磁控进气道进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明磁流体装置的电磁作用可以使非设计马赫数下进气道激波满足SOL(shock on lip)条件,并使出口处的流动变得均匀。分析了磁流体作用位置、宽度和深度等关键控制参数对该类进气道性能的影响,计算结果表明,磁流体作用区域越靠近飞行器前缘,而且在纵向越深,则进气道出口处的流动越均匀,但流率会有所下降;若磁流体作用区域较宽,则需较小的磁场就能使非设计马赫数下进气道的激波结构满足SOL条件。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 磁流体动力学 磁控进气道

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气流场驱动下栅片中弧压提升特性的数值分析 被引量：16

8

作者 张明 王永兴 +2 位作者 田宇 董恩源 丛宇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第13期2752-2759,共8页

建立了以磁流体动力学(MHD)理论为基础的气吹灭弧室电弧被气流吹入栅片过程的三维数值分析模型。与当前空气断路器普遍研究的采用磁场驱动电弧进入铁磁栅片区域并被切割为若干短弧相比,主要研究在灭弧室的进气口处施加气流来驱动电弧运... 建立了以磁流体动力学(MHD)理论为基础的气吹灭弧室电弧被气流吹入栅片过程的三维数值分析模型。与当前空气断路器普遍研究的采用磁场驱动电弧进入铁磁栅片区域并被切割为若干短弧相比,主要研究在灭弧室的进气口处施加气流来驱动电弧运动,并采用绝缘栅片来拉长和冷却空气电弧以提高电弧电压。基于商业软件包ANSYS FLUENT 并对其进行二次开发,对气吹灭弧室中的多物理场耦合进行数值计算,仿真分析了不同材料栅片下电弧的运动和电压变化情况,采用全绝缘栅片可以获得最大的电弧电压;并比较分析了栅片间距和入口气压对电弧电压提升的影响,为开关电器中基于提升弧压应用场合的研究提供一定的指导作用。 展开更多

关键词 磁流体动力学 栅片灭弧 气流场 电弧电压

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真空开关电弧开断过程的数值仿真方法研究进展 被引量：16

9

作者 舒胜文 黄道春 阮江军 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期131-138,共8页

随着真空开关的广泛应用,对真空电弧的研究愈显重要。由于真空电弧等离子体并未处于局部热力学平衡态,且磁场和触头起关键作用,真空开关开断过程的数值仿真和SF6开关相比尚不成熟,但近年来随着真空电弧理论的不断完善和计算机计算能力... 随着真空开关的广泛应用,对真空电弧的研究愈显重要。由于真空电弧等离子体并未处于局部热力学平衡态,且磁场和触头起关键作用,真空开关开断过程的数值仿真和SF6开关相比尚不成熟,但近年来随着真空电弧理论的不断完善和计算机计算能力的大幅提升而获得了迅速发展。笔者综述了磁流体动力学(MHD)模型、粒子模拟结合蒙特卡罗碰撞(PIC-MCC)方法、混合模型、阳极热模型和解析模型在真空开关电弧开断过程不同阶段数值仿真中的应用现状,并提出了电流零区、电极材料、极间等离子体不同区域相互作用、PIC-MCC加速、高压大容量和重燃机制等6个今后有待深入研究的方向。 展开更多

关键词 真空开关 真空电弧 开断过程 数值仿真 磁流体动力学模型 粒子模拟 混合模型

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磁吹直流空气断路器弧根跃迁及对开断特性的影响研究 被引量：9

10

作者 李静 钱宇 +3 位作者 王奥飞 曹云东 刘树鑫 于龙滨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1651-1660,共10页

直流空气断路器的弧根跃迁与其开断特性有着密切的关系。该文搭建实验平台,采用高速摄像机拍摄电弧演变过程,得到清晰的弧根跃迁图像,观测弧根跃迁过程中的“双弧根”现象。基于磁流体动力学理论,建立二维磁吹直流空气电弧模型。模型中... 直流空气断路器的弧根跃迁与其开断特性有着密切的关系。该文搭建实验平台,采用高速摄像机拍摄电弧演变过程,得到清晰的弧根跃迁图像,观测弧根跃迁过程中的“双弧根”现象。基于磁流体动力学理论,建立二维磁吹直流空气电弧模型。模型中赋入鞘层条件,通过耦合外电路模块模拟实验工况,对开断过程中电弧温度场、气流场及弧根跃迁现象进行分析。在此基础上,完成磁场、烧蚀金属蒸气浓度变化对弧根跃迁及开断特性影响的仿真研究。结果表明:磁场强弱会改变弧柱高温区的运动轨迹,影响前后侧的气流场分布,改变局部区域电导率,产生弧根的停滞与跃迁现象,显著影响断路器的开断性能。外施50m T磁场会发生弧根跃迁现象,弧根跃迁可以减少烧蚀,加速开断,其本质成因是通过“双弧根”完成的。“双弧根”现象是由于引弧板表面电导率增大,在其表面形成新的导电斑点形成的。烧蚀产生的金属蒸气不总是阻碍熄弧,当灭弧室中铜蒸气浓度达到50%~60%时,出现弧根跃迁,减少燃弧时间,有利于开断。 展开更多

关键词 直流空气断路器 磁流体动力学 弧根跃迁 开断特性 双弧根

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高压直流转换开关电流转换特性及其影响因素 被引量：12

11

作者 李兴文 郭泽 +3 位作者 傅明利 卓然 王邸博 罗颜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2856-2864,共9页

高压直流转换开关是高压直流输电系统中的关键设备,需针对其电流转换特性及影响因素展开研究。通过构建直流转换开关所满足的基本电路方程并对方程进行离散处理,建立了500 kV自激振荡型高压直流转换开关的场路耦合电弧模型。首先研究了... 高压直流转换开关是高压直流输电系统中的关键设备,需针对其电流转换特性及影响因素展开研究。通过构建直流转换开关所满足的基本电路方程并对方程进行离散处理,建立了500 kV自激振荡型高压直流转换开关的场路耦合电弧模型。首先研究了直流转换开关分断4 kA直流电流时的电流转换特性,得到了电弧电流和电弧电压的动态变化曲线并与实验结果进行对比。其次,通过改变换流支路的电感和电容（L、C为典型值的0.8倍和1.2倍）,分析了二者对电流振荡过程的影响,讨论了不同电感参数值下电弧半径、温度、压力特性与电流转换特性的关系。最后,考虑到空气是一种低成本和环境友好型气体,对比研究了SF6和空气介质中转换开关的电弧特性。结果表明：仿真和实验结果较为一致,实验和计算中电弧电流振荡频率分别为3 450 Hz和3 759 Hz;在一定范围内,增大电感或者电容可以增强电弧振荡,加快电流转移过程,减小燃弧时间;相同谐振频率下,电感对电弧振荡过程的影响较电容大;空气相比SF6可以显著缩短燃弧时间（燃弧时间减少约4.5 ms）,降低电容电压水平（电容电压峰值由4 086.6 V降至2 760.5 V）,在直流转换开关中具有一定的应用前景。此外,仿真方法也有望用于直流转换开关参数的优化设计。 展开更多

关键词 高压直流转换开关 自激振荡 电弧 磁流体动力学 换流支路

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JET装置运行条件下的阿尔芬波特性研究

12

作者 代清平 胡双辉 《科学技术与工程》 2010年第12期2831-2835,共5页

JET装置运行在先进托卡马克区域,在先进托卡马克区域内存在着负磁剪切,s<0(s=rdq/dr),在正剪切和负磁剪切下理论上都发现了约束在α(α=-q2Rdβ/dr)引发气球模驱动的势β里的离散阿尔芬本征模(αTAE)。q是安全因子,β是等离子体压力... JET装置运行在先进托卡马克区域,在先进托卡马克区域内存在着负磁剪切,s<0(s=rdq/dr),在正剪切和负磁剪切下理论上都发现了约束在α(α=-q2Rdβ/dr)引发气球模驱动的势β里的离散阿尔芬本征模(αTAE)。q是安全因子,β是等离子体压力与磁压力之比,R和r分别代表托卡马克的大半径和小半径。这些模式的耗散率都很小,很容易被高能量粒子激发成不稳定性模式。在现行的大型托卡马克(如:DⅢ-D,JET,JT-60U)中实验上已经观察到了许多阿尔芬现象,这种离散阿尔芬本征模式是一种去理解这些实验现象的潜在物理机制。 展开更多

关键词 磁剪切 阿尔芬波 磁流体动力学(magneto HYDRO dynamis mhd)不稳定性

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基于电弧磁流体仿真的DC 1500V两极塑壳断路器气道优化设计 被引量：13

13

作者 陈默 陆宁懿 翟国富 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期2222-2232,共11页

该文开发了用于DC 1500V光伏和储能系统的新一代两极直流塑壳断路器样机。通过DC 1500V/15 kA,时间常数10 ms的短路分断实验发现,电弧电压快速升至350 V是提升断路器限流和分断性能的关键。为了加快初始燃弧阶段电弧运动速度使弧压快速... 该文开发了用于DC 1500V光伏和储能系统的新一代两极直流塑壳断路器样机。通过DC 1500V/15 kA,时间常数10 ms的短路分断实验发现,电弧电压快速升至350 V是提升断路器限流和分断性能的关键。为了加快初始燃弧阶段电弧运动速度使弧压快速上升,建立了断路器触头区域的二维局部电弧磁流体仿真模型,通过分析灭弧室温度、压力分布和气流速度变化曲线,明确了初始样机中电弧运动停滞的机理,并以此为依据提出了参差栅片排布和添加导流锥的气道优化设计方案。使用优化后的样机进行分断实验,比较优化前后的电压变化曲线和电弧运动高速摄像,验证了优化方案的有效性,对于DC 1500V两极直流塑壳的设计开发具有很强的实践指导意义。 展开更多

关键词 光伏 储能 DC 1500V 直流塑壳断路器 电弧 磁流体动力学 计算流体动力学

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直管式磁流体推进系统的数值仿真和试验研究

14

作者 柴捷 李朗如 沙次文 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第11期13-16,共4页

为了对磁流体推进装置中电流场和流速场有较深入的了解 ,提出了直管式磁流体推进装置的二维模型 ,用有限元和有限差分法获得到了稳态时推进系统中的流速分布和电流分布 ,以及推进系统中洛伦兹力和压力分布 ,通过和试验数据的对比 。

关键词 直管式磁流体推进系统 数值仿真 船舶

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饱和的多孔介质中含夹杂时的磁流体动力学自然对流 被引量：1

15

作者 F·G·什哈德 H·M·杜外瑞 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第9期1042-1048,共7页

在一个多孔介质中含倾斜矩形夹杂物时,数值地研究磁流体动力学自然对流热交换问题.矩形夹杂的边界条件为两个绝热壁和两个等温壁.使用适当的变量集,将控制方程:连续性条件、推广的Darcy定理——Forchheimer律、能量方程变换为无量纲形式... 在一个多孔介质中含倾斜矩形夹杂物时,数值地研究磁流体动力学自然对流热交换问题.矩形夹杂的边界条件为两个绝热壁和两个等温壁.使用适当的变量集,将控制方程:连续性条件、推广的Darcy定理——Forchheimer律、能量方程变换为无量纲形式,然后使用有限差分格式求解.磁效应数、Darcy-Rayleigh数、矩形夹杂物的倾斜角以及纵横比作为控制参数.得到多孔介质中含矩形夹杂物时,磁效应数和倾斜角参数影响流体流动和热交换的规律. 展开更多

关键词 磁流体动力学 自然对流 多孔介质 有限差分格式

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