Прямое численное моделирование течения в плоском внезапно расширяющемся канале на основе уравнений Навье-Стокса

Abstract

Приведены результаты экспериментальных исследований волновых процессов в двухслойной системе несмешивающихся электропроводных жидкостей, заполняющих прямоугольную ячейку и ограничиченных сверху и снизу горизонтальными пластинами-электродами. В однородном вертикальном магнитном поле с увеличением силы тока, пропускаемого через рассматриваемую МГД-систему, равновесное состояние жидкостей теряет устойчивость, сменяясь волновым режимом движения. Определены критические значения силы тока, отвечающие режиму возбуждения волн на поверхности раздела жидкостей. Проведены расчеты границы области устойчивости в пространстве основных параметров МГД-системы. Результаты расчетов сопоставлены с экспериментальными данными.

Наведено результати експериментальних досліджень хвильових процесів у двошаровій системі незмішуваних електропровідних рідин, які заповнюють прямокутну комірку й обмежені зверху і знизу горизонтальними пластинами-електродами. В однорідному вертикальному магнітному полі зі збільшенням сили струму, що пропускається через дану МГД-систему, рівноважний стан рідин втрачає стійкість, змінюючись хвильовим режимом руху. Визначено критичні значення сили струму, які відповідають режиму збудження хвиль на поверхні розділу рідин. Проведено розрахунки межі області стійкості у просторі основних параметрів МГД-системи. Результати розрахунків порівнюються з експериментальними даними.

The results of experimental studies of wave processes in the two-layer system of immiscible conducting fluids bounded by horizontal plates-electrodes are presented. The fluids fill a rectangular cell situated in the uniform vertical magnetic field. With increase of current passing through fluids the equilibrium state of the MHD-system becomes unstable. Such instability appears as arising of interfacial waves. The critical values of current strength corresponding to the regime of interfacial waves excitation are found. Computation of the stability region boundary in the space of basic parameters of the MHD-system is carried out. Calculation results are compared with experimental data.