《熱輻射對導電液態磁流體流動與傳熱行為的影響》是依託東北大學，由李本文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：熱輻射對導電液態磁流體流動與傳熱行為的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李本文
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
用實驗、理論分析結合數值模擬的方法，研究密閉腔體內熱輻射對導電磁流體的影響。封閉腔內充滿半透明導電流體，在平行相對的壁面上分別形成輻射邊界條件和冷卻邊界條件，然後分別在不同方向上施加穩恆磁場，研究腔體內導電流體在熱輻射、磁場作用下的流動、傳熱行為，研究不同準則數之間的關係。實驗部分，自行設計製作實驗裝置、規劃執行實驗方案，完成典型工況下的實驗數據採集和映象錄製；數值模擬部分，在申請者前期研究基礎上，開發Chebyshev配置點譜方法耦合求解輻射傳遞方程和層流流動N－S方程及能量方程，穩恆磁場的作用反映在動量方程中的洛倫滋力源項上。本項目的研究可以進一步完善輻射磁流體力學理論，並用於電磁場控制下有色金屬熔煉過程的最佳化，如錫熔煉爐，電解鋁過程，電磁連鑄結晶器內過程控制等。
結題摘要
針對項目申請時提出的研究內容和目標，認真組織和實施了研究過程，嚴格按照預算使用了研究經費。研究取得了重要成果,主要包括: 系統分析了磁場強度、輻射參數（光學厚度、吸收率、反照率、壁面黑度等）對方腔內磁流體流動與傳熱行為的影響；重點分析了磁流體力學中熱輻射的重要性，特別獲得了是否要考慮或者可以負略熱輻射作用的臨界輻射-導熱參數；進一步詳細分析了方腔內磁流體在熱輻射和磁場作用下的傳熱規律和流型變化，以及熱磁流體力學中的Hall效應和焦耳熱。除了方腔內的研究外，還研究了圓桶內Taylor渦在磁場作用下的演變規律；同心圓桶內MHD Taylor渦的發展和變化規律。數值計算方面，系統開發了二維和三維方腔內高效高精度磁流體流動、能量守恆、輻射傳遞方程耦合配置點譜投影求解方法；首次提出並開發了三維直角坐標系輻射傳遞方程的配置點直接求解譜方法；首次開發成功了中等複雜區域內輻射傳遞方程的適體坐標譜求解方法和區域分解譜求解方法；針對強烈非線性傳熱問題提出了特別的譜計算方法。研究共發表SCI期刊論文28篇，國際會議論文超過10篇，國內會議5篇。對照當初項目申請之研究內容和目標，很好地完成了該自然基金項目。以上系列成果也為今後的磁流體力學、輻射磁流體力學非穩定性分析奠定了雄厚的基礎。
