直流磁流體推進(jìn)系統(tǒng)的研究.pdf

1、磁流體(MHD)推進(jìn)應(yīng)用于船舶推進(jìn)是一場(chǎng)創(chuàng)造性革命，引起了世界造船界和電工界極大的震驚和關(guān)注。它利用電磁力使海水運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生推力推進(jìn)船舶運(yùn)動(dòng)，由于取消了常規(guī)的螺旋槳、噴水推進(jìn)等轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，消除了由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)引起的震動(dòng)和噪聲，也消除了由螺旋槳空泡現(xiàn)象帶來(lái)的種種危害，具有安靜推進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)高速推進(jìn)的能力；此外，由于利用調(diào)節(jié)電壓來(lái)控制運(yùn)動(dòng)，具有操縱方便、機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)勢(shì)。 磁流體推進(jìn)是一項(xiàng)高新技術(shù)，本文全面系統(tǒng)地總結(jié)了該領(lǐng)域的研究進(jìn)展和研究

2、現(xiàn)狀，討論了各種磁流體推進(jìn)方式的運(yùn)行機(jī)理和應(yīng)用前景，著重研究了直流磁流體推進(jìn)的基本原理，建立了描述其運(yùn)行機(jī)理的數(shù)學(xué)模型，基本方程、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方程、功率平衡方程和效率方程。 磁流體推進(jìn)系統(tǒng)的流場(chǎng)為湍流場(chǎng)，研究了湍流流動(dòng)特性，湍流問(wèn)題是流體力學(xué)中尚未解決的最復(fù)雜的理論之一，湍流運(yùn)動(dòng)基本方程組是不封閉的，湍流模式理論提出用半經(jīng)驗(yàn)假設(shè)作為補(bǔ)充方程，作者將k-ε流場(chǎng)計(jì)算模型引入到磁流體推進(jìn)耦合場(chǎng)的計(jì)算中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)湍流場(chǎng)精確的數(shù)值計(jì)算，數(shù)值模

3、擬方法采用SIMPLE算法，是眾多有限元商業(yè)軟件的核心。 研究了磁流體推進(jìn)有限元求解的原理和方法，在國(guó)內(nèi)首開(kāi)用有限元軟件仿真直流磁流體推進(jìn)問(wèn)題的先河，為克服在有限元軟件ANSYS中不能直接在磁場(chǎng)邊界條件直接定義磁感應(yīng)強(qiáng)度這一難題，提出基于矢量磁位的定理4．1，用于建立勻強(qiáng)磁場(chǎng)。用有限元方法對(duì)直流磁流體推進(jìn)器做了三維三場(chǎng)耦合仿真分析，在此基礎(chǔ)上，研究了推進(jìn)器的端部效應(yīng)、電極最優(yōu)長(zhǎng)度和哈特曼效應(yīng)。 從動(dòng)量和能量守恒出發(fā)，以獲