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基于OpenFOAM的磁流体求解器的开发和应用
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作者 李尚卿 王伟民 李玉同 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期418-427,共10页
基于计算流体力学平台OpenFOAM,本文开发了一套可压缩磁流体求解器,并将其应用于二维和三维的跨音速束流模拟.该求解器对OpenFOAM自带的密度基中心差分黎曼求解器rhoCentralFoam进行了修改,植入一个隐式压力分离算法用以控制磁场散度误... 基于计算流体力学平台OpenFOAM,本文开发了一套可压缩磁流体求解器,并将其应用于二维和三维的跨音速束流模拟.该求解器对OpenFOAM自带的密度基中心差分黎曼求解器rhoCentralFoam进行了修改,植入一个隐式压力分离算法用以控制磁场散度误差并保证模拟结果的数值精度.本文对此求解器进行了检测,证明了它的收敛阶在1—2之间,并将其应用到强激光等离子体的磁流体模拟.利用该求解器,本文讨论了外加均匀轴向磁场对激光等离子体喷流的影响,发现了喷嘴和结节位置与热压比开方之间的线性关系.本文还分析了电容线圈中产生的非均匀磁场对激光等离子体喷流的影响.初步模拟结果表明,当线圈中心磁场相同时,小尺寸线圈产生的磁场会加快喷嘴和结节的形成,等效的均匀轴向磁场更大.此模拟结果可以作为我们将来的磁化喷流实验的参考.同时,这样物理结果表明该磁流体求解器适合做面向激光等离子体实验的工程计算,可以应对构型比较复杂的场合. 展开更多
关键词 可压缩磁流体力学求解器 计算流体力学 OpenFOAM程序 强激光等离子体 磁流体模拟
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无碰撞电流片低频电磁模不稳定性:MHD模型 被引量：6
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作者 魏新华 周国成 +1 位作者 曹晋滨 李柳元 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期3228-3235,共8页
利用含无电阻广义Ohm定律的可压缩磁流体力学(MHD)理论,研究了在具有剪切磁场的无碰撞电流片中低频电磁模不稳定性,假定等离子体压力各向同性,推导出了三维扰动传播波模的色散关系.色散关系的数值求解集中在电流片中间平面(z=0)和半厚... 利用含无电阻广义Ohm定律的可压缩磁流体力学(MHD)理论,研究了在具有剪切磁场的无碰撞电流片中低频电磁模不稳定性,假定等离子体压力各向同性,推导出了三维扰动传播波模的色散关系.色散关系的数值求解集中在电流片中间平面(z=0)和半厚度边缘(z=1)上,并分别考虑了二维传播和三维传播,以及不同的离子惯性长度情况.主要结果如下:1)对于二维扰动传播(kz=0)的波,在z=0平面上,Alfven波增长率最大,不稳定的波频率和波数范围也更宽.离中间平面越远,增长率越小,波数区域越小.同时,随着离子惯性长度的增大,Alfven波不稳定性的增长率变大.2)对于三维扰动传播(kz≠0)的波,哨声是不稳定的.在电流片中间平面上,哨声有明显的增长率;而在离子惯性区外边,哨声的增长率还变大.3)在电流片中间(z=0)平面上,低频波主要是电流不稳定性激发的.在离中间平面较远处,电流、密度和压力的梯度不稳定性变得更重要. 展开更多
关键词 不稳定性 电流片 无碰撞 MHD模型 电磁 ALFVEN波 等离子体压力 扰动传播 色散关系 磁流体力学 各向同性 数值求解 三维传播 波增长率 平面 中间 可压缩 哨声 惯性区 低频波 二维 长度 波数 定律 磁场 波模 梯度
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