摘要：磁流体动力学陀螺仪不存在传统陀螺仪的机械磨损和光学陀螺仪寿命易受光学器件制约的缺点,因而具有高精度、宽频带、长寿命的特点,此外还具有抗冲击、体积小、重量轻等综合性能。该传感器不但在惯性导航中表现优异,同时在卫星微角振动测量及寻北等领域也具有广阔的应用前景。通过对磁流体动力学陀螺仪基本工作原理进行简要分析,对简化模型进行了推导,并提出一种磁流体动力学陀螺仪的结构设计方法;对磁路进行仿真,获得工作间隙处磁感应强度分布,并代入磁流体仿真环节;对流动进行仿真,同时对样机进行标定实验,可得出标定过程的仿真与实验间差值的平方和均值的开方为5.69 m V,非线性度为0.6%,表明通过研究导电流体的流动过程进而分析该陀螺仪的性能是十分必要的,并证明了磁流体动力学陀螺仪具有良好的发展前景。

摘要：为研究磁流体动力学动量轮导电流体环运动特性,在理想假设条件下建立磁流体动量轮的简化模型,综合欧姆定律和不可压缩流体的Navier-Stokes方程对动量轮关键部件导电流体环进行传递函数的理论推导,然后利用仿真软件Fluent对理论结果进行数值仿真验证。研究表明,建立的磁流体动量轮导电流体环电磁场与流场耦合模型是正确的,同时动量轮工作特性与导电流体环的结构、磁感应强度的大小以及导电流体材料的物理参数有关,可为磁流体动量轮结构设计与优化提供依据。

摘要：为了获得磁流体动力学惯性动量轮直接的输入输出关系并进行实物应用,根据模型条件基于其工作原理建立了核心组件导电流体环的物理特性模型,按照一定的结构条件推导了电流驱动模式下输入电流和流体流速之间的传递函数,设计实施了原理样机和驱动电路,以气浮转台模拟卫星作为动量轮的负载实现了开环测试。结果验证了导电流体环物理特性模型的正确性,并通过实物测试实验反映出该动量轮的输出力矩和角动量具有较好的线性度,对推动磁流体动力学惯性动量轮的实用化发展具有重要意义。

摘要：针对磁流体动力角速度传感器对低频(<1 Hz)信号检测性能差的问题,在原有的角速度传感器的基础上提出了一种含多磁流体动力泵的角速度传感器。采用改进传感器机械结构的方法,在流体通道边缘周向上均匀构建多个磁流体动力泵,并优化了流体泵磁极形状,以提高流体传感环中径向流速分布大小与稳定性,增强低频下科里奥利力效应。仿真与实验结果表明设计的多泵结构传感器相比于单泵结构,径向流速分布提高了20.28%,流体泵通道磁场均匀度增加了38.36%。测试实验中施加补偿电流后,传感器可以实现对低频角速度信号的检测,全通带范围内幅值波动误差小于0.5%,相位差减小到0~10°范围内。

摘要：基于液态锂铅实验回路DRAGON-Ⅳ即将开展的磁流体动力学(MHD)实验是分析聚变堆包层中液态金属在强磁场环境下流动特性的重要途径,实验段物理量的准确模拟能够为实验段的设计优化以及速度、压力等的测量方式提供参考和依据,保证实验的顺利完成。本文采用一种电流守恒格式及相容的Projection方法模拟高哈特曼数(Ha)下的MHD流动,在对算法进行校验的基础上,对上述实验段在梯度磁场以及均匀磁场下的磁流体动力学效应进行了数值分析,探讨了感应电流产生的洛伦兹力对速度场、压力场的影响。

摘要：为了改善高超声速进气道在低马赫数下的自起动能力,设计了一种高超声速进气道电磁流动加速控制方案.基于低磁雷诺数假设建立完全气体湍流流场、电磁场耦合数值计算方法,数值分析了不同外加电磁场条件下进气道加速起动过程中流场结构、起动特性控制效果.结果表明:施加外加磁场、电场后,洛伦兹力的方向和流动方向相同,此时控制区域洛伦兹力起到加速的作用,增加了近壁面流体的动量,从而增强边界层抵抗分离的能力;此外,顺流向洛伦兹力增加了壁面的剪切应力,从而增加局部湍流流场壁面摩擦阻力系数;背景进气道不起动状态存在大规模分离区,电场、磁场作用下,分离泡受到额外的顺流向洛伦兹力作用,为达到分离区受力平衡,压力平台区域变小,宏观体现为分离点后移,分离泡尺度减小;加速起动过程中,顺流向洛伦兹力可以降低背景进气道自起动马赫数,拓宽进气道工作马赫数范围.

摘要：本文对液态金属 Li 流过托卡马克工程试验增殖堆自冷包层的磁流体动力学(MHD)压降进行了分析,讨论了内侧包层有无裂变、燃料元件的形式、包层能量倍增因子 M 及第一壁冷却孔道宽度对包层总压降的影响,从 MHD 流动分析的观点,为中子学、结构和热工水力设计提出了设计要求。

摘要：阐述了基于磁流体动力学的新型线振动传感器的工作原理及结构设计方法,并对其进行了磁场和运动学仿真。从磁流体动力学基本原理出发,分析了影响传感器输出特性的关键因素,在传感器磁路分析的基础上提出了新型线振动传感器结构设计的方法。利用MAXWELL磁场仿真软件对传感器内部磁路进行了仿真分析。结果表明,设计的磁场均匀度较好(不均匀度<16%)。利用Fluent软件对传感器内部导电流体的运动特性进行了仿真分析。结果表明,传感器的输出灵敏度会受到导电流体的物性参数(密度、黏度和电导率等)、流体通道尺寸参数以及磁场均匀度的影响;此外,由于导电流体运动产生的诱导磁场约在10-8 T量级(≪0.16 T),可以忽略。

摘要：针对磁流体动力学(MHD)仿真需要高计算能力的问题,设计了一种基于Hadoop分布式计算平台的MHD仿真器。将Spark和Hama两种分布式并行计算模型整合到Hadoop生态系统中,分别用于支持内存计算和整体同步并行计算。将Hadoop集群构建成master-slave对等结构,解决全局同步和局部同步问题。最后,在Hadoop集群上,利用有限体积法和黎曼问题来求解MHD方程。实验结果表明,该仿真器能够精确模拟MHD,同时大大缩短了仿真计算时间。

摘要：为提高超燃冲压发动机进气道在非设计状态下的性能,对磁控进气道进行了研究。采用二维磁流体动力学(MHD)模型对加速器模式的磁控进气道进行了数值模拟和参数优化。分析了电磁作用使空气流率增加的原因,选取了一组优化的设计参数进行数值模拟,确定了磁流体关键参数与进气道主要性能参数的匹配原则。分析表明磁场的大小和方向以及电磁作用的位置对进气道性能有重要影响;唇口附近及上方的电磁作用对增加空气流率起到了关键的作用,磁流体加速器可以显著增加进气道的空气捕获率和压缩比,但由于不可逆效应总压恢复系数会减小。研究结果表明,当飞行马赫数小于设计马赫数时加速器模式的磁控进气道可以提高进气道的性能。