摘要：磁吹结构和运动机构特性是影响直流接触器电弧开断性能的重要因素。文中引入灭弧室中非均匀磁场分布与动触头运动特性的耦合影响,构建了电、磁、气流、温度等多场耦合的二维电弧磁流体动力学仿真模型,分析了不同磁吹结构、反力弹簧刚度系数、触头超程等参数对直流电弧特性的影响。搭建了直流接触器电弧特性实验平台,开展了对比实验验证仿真结果。研究表明:提出在静触头之间增加中间永磁体的两种新型磁吹结构,较原结构燃弧时间分别缩短20.2%与14.7%,在电极下方磁吹结构增加中间永磁体的提升效果更好;反力弹簧刚度系数的最优选择为1.0 N/mm,最佳触头超程为1.5 mm,实验与仿真结果相符,为提升陶瓷密封直流接触器分断能力的优化设计提供参考依据。

摘要：就圆锥体表面受到可变表面热通量作用,计及磁场和热辐射的综合影响,数值研究了流经竖直圆锥体的自然对流及其热交换特点.认为流体是灰色的、吸收-发射的辐射介质,而非散射介质,通过近似变换,将自由对流区中流动的边界层控制方程,简化为无量纲方程.利用Crank-Nicol-son形式的隐式有限差分法(具有收敛快、精度高、无条件稳定的特点),求解了无量纲的控制方程.得到了数值结果,以及空气和水中的速度、温度、局部和平均的壁面剪应力、局部和平均的Nusselt数.将所得到的结果与先前文献报道的结果进行比较,发现两者有着很好的一致性.

摘要：液态金属磁收缩机理是研究限流器起弧机制及动作特性的关键问题,文中通过实验研究首次发现并获得了限流器中液态金属的磁收缩特征规律。为了研究镓铟锡液态金属磁收缩行为特性,设计了带有透明观察窗的单隔板实验装置,采用LC振荡回路模拟短路电流,进行了电弧行为及其演变特性的实验研究。结果表明:液态金属的收缩过程起始于通孔内液态金属与孔壁的直接脱离,并最终在通孔两端首先发生液态金属柱截断起弧。此外,文中建立了考虑液态金属与孔壁接触特性及孔壁表面形貌特征影响的三维磁收缩仿真模型,揭示了通孔内液态金属的磁收缩机理。

摘要：列车在通过电分段时,由于绝缘锚段关节与受电弓之间存在很大的电压差而产生电弧,受绝缘锚段关节特殊位置的影响,列车行驶很慢,造成电弧难以熄灭,电弧的长期维持会对弓网系统造成严重的烧蚀,影响列车安全稳定运行,出于安全性和成本的考虑,难以通过相关实验复现,因此有必要通过多物理场仿真模拟真实情况,针对列车受电弓通过绝缘锚段关节时产生电弧后电弧的极限拉断距离展开研究,评估当前绝缘锚段关节设置的合理性。基于磁流体动力学理论,考虑列车以18、108、144、180 km/h等不同的车速通过绝缘锚段关节的情况,分析了不同强度的列车走行风对电弧极限拉断距离的影响。研究结果表明:列车通过绝缘锚段关节的速度小于180 km/h时,电弧存在时间长,难以熄灭,将对弓网系统造成严重的烧蚀,列车通过速度大于180 km/h可以使电弧快速熄灭。

摘要：液态金属偏滤器具有自修复和热负荷能力,因此成为偏滤器的重要设计方案。偏滤器上的液态金属膜流处于磁场和高强度热流下,且装置运行时产生的低频扰动会使薄膜流动发展为毛细孤立波。在毛细孤立波膜流中,波谷位置的毛细分离涡会显著增强该区域的对流换热。研究雷诺数为58的液态锡毛细孤立波膜流在底壁附近的换热现象。结果表明:无外加磁场和自由界面热流时,液态锡毛细孤立波薄膜流动复现了努塞尔数在波谷位置显著增强的现象;仅施加磁场时,由于洛伦兹力的阻尼效应,毛细分离涡处的换热增强效果被抑制;仅施加热流时,由于膜流被加热,总换热量增加,导致努塞尔数分布更均匀;同时施加磁场和热流时,两者的作用会叠加。

摘要：在TETB-Ⅱ概念设计基础上,对中子学和热工水力设计两方面作了改进。计算给出,TETB-Ⅲ包层中液态金属锂冷却剂的磁流体动力学压降减小至1.0MPa以下,热工水力参数满足结构设计和材料对温度等的要求。

摘要：磁流体动力学(MHD)角速度传感器极其适合于汽车碰撞试验中的角速度测量。为了测试MHD角速度传感器在高冲击环境下的测量性能,并在一定程度上模拟汽车碰撞试验,设计了可产生半正弦冲击波形的摆锤式冲击试验装置。建立了碰撞动力学理论模型以及MHD角速度传感器输出模型。将Hypermesh/LS-DYNA和Fluent的软件仿真结果与理论计算结果进行对比研究,结果表明试验装置满足冲击试验要求,并验证了MHD角速度传感器在冲击环境下的可用性。

摘要：通过FLUENT软件的气液两相流混合模型,研究了负载系数对"自蒸发"驱动液态金属磁流体发电通道内湍流特性和发电性能的影响。结果表明,在边界层内,负载系数影响湍流强度和平均壁面摩擦系数的大小。在中心流区域,沿流动方向上,在通道3/4处的横截面上,湍流强度呈"M"形分布,且负载系数越大,曲线变化越大。输出功率关于负载系数呈抛物线变化,效率与负载系数呈近似线性关系。输出功率的模拟值与理论值比较一致,误差在1. 29%~4. 6%。

摘要：以K-TIG焊枪为研究对象,根据磁流体动力学理论建立了电弧的三维有限元数学模型,利用FLUENT软件对K-TIG焊枪内部保护气体和焊接电弧进行了数值模拟,获得大电流焊接时的温度分布、电势分布、电弧压力及等离子体速度场分布。模拟结果可以用于指导K-TIG大电流焊枪设计、焊接过程控制及焊缝质量评价等。

摘要：等离子弧焊喷嘴孔径对熔池影响极大,合理的喷嘴孔径是获得良好焊接质量的前提。根据磁流体动力学理论建立压缩等离子弧焊电弧的数学模型,采用ANSYS软件对焊接电流100 A时不同约束喷嘴孔径的三维稳态等离子焊接电弧进行数值模拟,获得了其焊接电弧的温度分布、电弧轴线上等离子速度分布、阳极表面径向压力和热通量的分布形态。结果表明,约束喷嘴孔径与电弧温度、等离子速度、电弧压力和热通量成线性关系,为不同焊接工件和焊接要求下喷嘴结构设计提供了理论依据。