Обычная газовая динамика

Cтраница 1

Обычная газовая динамика ( Rem 0) и идеальная МГД ( Rem oo) являются двумя предельными случаями, между которыми лежат все реальные МГД-течения. [1]

Обычная газовая динамика, следовательно, будет иметь место, когда Ке1, а отношение М / / Ке пренебрежимо мало. [2]

В обычной газовой динамике единственным типом стационарного движения является установившаяся ударная волна. В разреженной плазме существует, кроме того, решение, представляющее собой бегущую магнито-звуковую волну конечной амплитуды. [3]

В отличие от слабых ( акустических) волн обычной газовой динамики, которые изотропны ( распространяются во всех направлениях с одной скоростью), магнитогазодинамические слабые волны анизотропны и, кроме того, подразделяются на быстрые и медленные. [4]

Предварительные замечания Ситуация с построением решений в магнитной гидродинамике отличается от аналогичной в обычной газовой динамике совершенного газа, где все ударные волны, через которые возрастает энтропия, являются эволюционными и физически допустимыми. Как уже отмечалось, эволюционность подразумевает единственность решения задачи о взаимодействии разрыва с малыми возмущениями, а допустимость - наличие у разрыва структуры. Такие структуры возникают, если рассматривать физические модели более высокого порядка, учитывающие эффекты молекулярной вязкости, теплопроводности и электрического сопротивления плазмы. В таких моделях разрывы не существуют. В мелкомасштабных решениях они заменяются относительно узкими переходными зонами с непрерывным изменением величин. Структурой разрыва называется переходное решение в виде бегущей волны, принимающее различные постоянные значения при удалении на бесконечность в обе стороны от переходной зоны. В магнитной гидродинамике условие возрастания энтропии является необходимым, но не достаточным для физической осуществимости разрыва. [5]

Действительно, формальное сходство системы уравнений ( 12) ( 16) с уравнениями обычной газовой динамики при 7 2 позволяет непосредственно обобщить на случай разреженной плазмы в магнитном поле известное решение Римана, приводящее к образованию ударной волны, резкий перепад скорости и температуры на фронте которой приводит к сильному возрастанию энтропии, вследствие вязкости и теплопроводности плазмы. В разреженной плазме, однако, картина образования разрыва иная. В [7] была выдвинута гипотеза о возможности ударной волны и в этом случае. [6]

Понятие единичная струйка в магнитной гидрогазодинамике не имеет такого универсального применения, как в обычной газовой динамике, ибо лишь в немногих случаях можно считать неизменными в поперечном сечении струйки величины и направления векторов электрической напряженности и магнитной индукции, а вместе с ними и векторов плотности тока и электромагнитной силы. [7]

Краевые и начальные условия для решения системы ставятся в каждом конкретном случае и для каждой области аналогично краевым условиям в задачах обычной газовой динамики. При этом необходимо на границах области учитывать в общем балансе приток тепла лучистой энергии. [8]

Если средний пробег молекул пренебрежимо мал по сравнению с размером обтекаемого тела, то газ можно рассматривать как континуум, и тогда течение газа изучается методами обычной газовой динамики. [9]

Несмотря на уже имеющиеся результаты расчетов конкретных течений в магнитогидродинамических пограничных слоях, общие закономерности и особенности таких течений выяснены с гораздо меньшей достоверностью, чем в обычной газовой динамике. Это во многом связано с малым количеством экспериментальных исследований, а также с отсутствием целенаправленных численных расчетов. Поэтому в данной работе анализ ограничивается определением только параметров отрыва. Для нахождения же точки отрыва магнитогидродинамичес-кого пограничного слоя ( естественно, речь идет о возможности определения сечения отрыва без проведения полного расчета течения) необходимы дополнительные данные. [10]

Характеристика (3.8), отвечающая собственному значению 1 0, как и в случае обычной газовой динамики, является энтропийной и совпадает с траекторией частиц. [11]

Задача расчета магнитогидродинамических пограничных слоев, кроме самостоятельного интереса, представляет большой интерес с точки зрения усовершенствования; гидравлических методов расчета, учитывающих трение и теплообмен на стенках канала. В настоящее время для гидравлических раечетов пользуются коэффициентами трения и теплообмена, взятыми из обычной газовой динамики. [12]

Сформулирована задача о расчете турбулентного магнитогидродинами-ческого ( МГД) пограничного слоя в каналах высокотемпературных МГД-устройств с помощью замыкающего дифференциального уравнения для турбулентной вязкости. Показано, что в первом приближении оно сохраняет такой же вид, как в обычной газовой динамике, а влияние магнитного поля на характеристики пограничного слоя проявляется через МГД-силовые и тепловые источники, учитываемые в осредненных уравнениях движения и энергии. Предложена приближенная модель учета джоулева тепловыделения вблизи холодной электродной стенки канала. Проведены расчеты МГД-пограничных слоев для двух режимов: при постоянной скорости внешнего потока и при постоянном давлении. При достаточно больших электрических токах пограничный слой в первом случае характеризуется увеличением числа Стантона на электродной стенке и коэффициента трения на изоляционной стенке. Во втором случае происходит отрыв пограничного слоя на электроде, а на изоляционной стенке течение безотрывно практически при произвольном торможении внешнего потока. [13]

Профили плотности вдоль оси z. [14]

Представленные в этой главе результаты вычислений показывают особенности применения численных методов высокого разрешения для расчета сложных разрывных МГД-течений. Становится ясным, что хотя методы типа Годунова показывают высокие качества, сравнимые с обычной газовой динамикой, существование неединственных решений МГД-задачи Римана в ее двумерной формулировке может приводить к возникновению переходных решений, которые существуют только благодаря присущей численным методам диссипации. Эти решения имеют лишь небольшой отношение к реальным процессам, проходящим в плазме в присутствие физической диссипации. Более того, если численная диссипация намного больше физической, при использовании методов сквозного счета могут появиться посторонние неэволюционные решения. Численная схема, которая смогла бы автоматически устранять паразитные решения, все еще ожидает разработки. [15]

Страницы: 1 2