关键词:
PSM模型
大尺度结构
均匀磁场
恒定电流
二维流动
电极间距
湍流流动
点电极
摘要:
本文借助PSM模型(Pothérat andKlein,2014)研究了FlowCube构型中磁流体动力学(MHD)的准二维(Q2D)流动问题.FlowCube的底壁均匀布置着正负相间的点电极,内部充满液态金属,在外加均匀磁场作用下,通过注入恒定电流驱动流体流动.计算结果表明:在强磁场作用下,准二维流动的能谱与三维计算结果吻合较好,证实了强磁场下MHD流的二维性。此外,对于FlowCube中的准二维流动,能谱图呈现k^(-3)和k^(2)的斜率,分别对应于从驱动尺度l_(i)向小尺度的拟涡能级串和大尺度结构(>l_(i))的统计平衡态,其中l_(i)是FlowCube中的相邻点电极间距.随着驱动力的逐渐增加,我们对流动从层流到端流状态的转变进行了详细讨论,揭示了从周期、准周期再到混沌的变化规律最后,在相同的驱动力下,不同的初始流场将产生不同的流动状态,这与FlowCube中大尺度结构的间歇性可能是相对应的.