分段法拉第磁流体发电通道流动特性数值模拟

作     者：张百灵 段成铎 李益文 高岭 王宇天 朱涛 无

作者机构：空军工程大学等离子体动力学重点实验室 西北工业大学航天学院 中国人民解放军94710部队 

基　　金：国家自然科学基金(11372352 51306207) 自然科学基金(2015JM5184) 陕西省自然科学基金(2013JQ1016) 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2016年第37卷第8期

页      码：1594-1600页

摘      要：磁流体发电是解决以冲压发动机为动力的飞行器机载供电问题的有效途径。为了探究磁流体发电通道的内部流动情况和能量转化机理,针对分段法拉第型发电通道,结合实验设备设计参数,构建了低磁雷诺数条件下的磁流体五波模型,并运用二阶熵格式对其求解。通过分析四种不同情况,研究了分段法拉第型磁流体发电通道在不同实验条件下的流动特性。计算结果表明:磁作用数由0变为0.1时,通道出口处温度升高10.4%,出口速度降低27.7%,马赫数降低25%,磁作用数升高至1时,出口速度将降至临界声速,马赫数降为1,出口温度较基准态升高20.8%;通道能量转化率越高,通道内壁逆压梯度越大,流动在内壁上容易发生分离;负载系数为0.5时,通道出口速度相较于负载系数为0.8的情况,气流速度下降约11.7%,马赫数下降8%,通道将产生更多的焦耳热,能量转化率较高,但是电效率较低。通道在进行发电实验时,增大电磁作用强度,同时选择合适的外部负载,可以提高通道发电性能。

主 题 词：冲压发动机 磁流体 发电通道 流场特性 数值模拟 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13675/j.cnki.tjjs.2016.08.025

馆 藏 号：203189894...