МГД-обтекание шара с внутренним источником электромагнитных полей

• Автор: Шатров, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 143 c. : ил

Глава I. ИЗМЕНЕНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ШАРА, ПРИВОДИМОГО В ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ СИЛАМИ, СОЗДАВАЕМЫМИ ВНУТРЕННИМ ИСТОЧНИКОМ
ИНДУКЦИОННОГО ТИПА
§1.1. Распределение электромагнитных полей в
жидкости
§1.2. Распределение электромагнитных сил в
жидкости
§1.3. Результаты расчетов течения при числах
Рейнольдса' Яе ^ 1000
§1.4. Стоксовый анализ
Глава II. ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ШАРА,
СОДЕРЖАЩЕГО ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
К0НДУКЦИ0НН0Г0 ТИПА
§2.1. Кондукционный источник электромагнитных
полей
§2.2. Представление течения в виде суммы основного осесимметричного и малой трехмерной
добавки
§2.3. Результаты расчетов в осесимметричном
приближении
§2.4. Трехмерные добавки к основному осесимметричному полю скоростей
Глава III. МЕТОДЫ РАСЧЕТА МГД-ОБТЕКАНИЯ ТВЕРДОГО
ШАРА НЕСЖИМАЕМОЙ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТЬЮ
§3.1. Краткий обзор известных методов

§3.2. О расчетах обтекания при /?€ <
§3.3. Метод расчета обтекания шара несжимаемой
жидкостью при 100 ^ Ке 1000
§3.4. Метод расчета безотрывного МГД-обтекания шара несжимаемой вязкой жидкостью при

§3.5. 0 возможности применения параболизованного уравнения Навье-Стокса для расчетов безотрывного МГД-обтекания шара при больших Кб
§3.6. Метод расчета трехмерной гармоники течения
около шара с кондукционным источником
Заключение
Литература
Иллюстрации

I. Обтекание тел проводящей несжимаемой вязкой жидкостью в присутствии электромагнитных полей может существенно отличаться от классического обтекания. Основной причиной этого отличия является то, что сила Лоренца, действующая на токи в проводящей жидкости, не может быть полностью скомпенсирована перераспределением давления, поскольку ротор силы Лоренца, вообще говоря, отличен от нуля. Изменение картины обтекания имеет место при течении проводящих жидкостей в более или менее сильных магнитных полях. Для слабопроводящих сред, какими являются электролиты, величины требуемых магнитных полей значительны. Современное состояние и будущее развитие сверхпроводящих магнитных систем, позволяющих создавать значительные по величине магнитные поля, делают актуальным исследование магнитогидродинамического обтекания тел и слабо-проводящими средами.
Магнитогидродинамические эффекты при обтекании тел многообразны и сложны. Прежде всего, наличие магнитного поля может видоизменить картину обтекания: течение может стать безотрывным, или, наоборот, может появиться отрыв потока там, где в отсутствии магнитного поля течение было безотрывным. При МГД-обтекании тела распределения завихренности и давления по поверхности могут существенно отличаться от классических распределений, поэтому могут изменяться коэффициенты гидродинамического сопротивления давления и трения.
Если внутри обтекаемого тела или по его поверхности текут электрические токи, то кроме традиционной силы гидродинамического сопротивления на:тело действует электромагнитная сила. Такая сила может приводить тело в движение относительно

/ А
_/^mcosвv& уд тЯе И л к/И
" Ке^
.1 +-4-д 51м е Уо+- о.
^ эг г 30 о гъ1п@
Метод нахождения стационарного решения системы (2.19) будет
описан в главе Ш. Поскольку характерное время решения системы
уравнений (2.19) составило несколько часов БЭСМ-6, то трехА 1 А
мерные скорости V. , Л » V/ были вычислены только для трех
г а оС
вариантов течения.
Для того, чтобы полностью представить полную трехмерную картину течения, потребовалось бы значительное количество графической информации. Поскольку было важно установить, что характерные величины скоростей в трехмерной добавке к основному осесимметричному течению малы, ограничимся небольшим количеством иллюстраций этого течения. На рис. 2.14 даны
0 '/'/'/ Л I
зависимости , ]/г , 1/^ от Г при в-7112
Ш = 4, 3£ = 1,6 , = 1000. Для того, чтобы нарисовать
эти зависимости в одном масштабе потребовалось, как видно из
Л А
рисунка, умножить /г и на 200, а на 20. Видно,
А А А о
что Уг » ^0 » ^ значительно меньше ^ . На рис. 2
дано распределение по в при Г = 1,039, когда У@

достигает своего максимального значения 4,48.10 , что значительно меньше 1. Были вычислены также рейнольдсовы напряжения, опущенные в (2.17); они значительно меньше других членов уравнения Навье-Стокса для осесимметричного течения.