超声速非平衡电离磁流体流动控制试验和数值模拟

摘要：

为了开展磁流体(MHD)流动控制原理研究,建立了磁流体技术试验系统,采用电容耦合射频-直流组合放电对Ma=3.5气流进行电离,在磁场作用下产生顺/逆气流方向的洛伦兹力控制流场,采用试验段静压变化来监测磁流体流动控制效果,通过一维模型计算磁流体流动控制过程中流场变化情况,分析磁流体流动控制效果;通过添加电磁源项的Navier-Stokes方程耦合电势泊松方程建立了二维磁流体动力模型,对磁流体流动控制进行数值模拟研究.主要结论如下:在磁场约束下,电容耦合射频-直流组合放电能够在Ma=3.5流场中产生大体积均匀电流,电导率约0.015 S/m;在焦耳热和洛伦兹力作用下,磁流体加速时静压升高了130 Pa,减速时静压升高了200 Pa;磁流体流动控制过程中,仅有不足10％的能量在磁流体通道内发生了作用;数值模拟结果显示,在试验条件下,加速时静压升高了128 Pa,减速时静压升高了208 Pa,与试验结果基本吻合.

关键词：等离子体、磁流体流动控制、超声速、非平衡电离、电导率

所属期刊栏目：38

分类号：V211.73(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金51306207、11372352;中国博士后科学基金2016M590972;陕西省自然科学基础研究计划2015JM5184;National Natural Science Foundation of China51306207,11372352;China Postdoctoral Science Foundation2016M590972;Natural Science Foundation Research Project of Shaanxi Province2015JM5184

在线出版日期：2017-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：146-155