磁流体动力学(MHD)是一门研究磁场与导电流体之间相互作用的学科,常见的导电流体有液态金属、电解质等。当导电流体在磁场作用下流动时,流动特性发生改变,流动稳定性也会受到影响,进而影响管路的换热效率及安全性。研究磁场下导电流体的流动稳定性,可为准确预测、控制导电流体的流动以及工业上的应用提供理论指导。本文结合非正则模态稳定性分析和数值模拟方法,对低强度磁场作用下Hunt流的稳定性及流场结构进行了分析,主要内容如下:(1)对Hunt流的流动稳定性进行了分析,获得了四种模态下初始扰动的增长特征及空间分布,并分析了低强度磁场对流动稳定性的影响。结果表明,在磁场作用下,流场内会产生射流,且随磁场强度增大速度增加,受磁场抑制作用,侧边界层厚度变薄,扰动在流场中以流向漩涡的形式分布;哈特曼数Ha较小(Ha=0、5)时,四种模态下的扰动均呈瞬态增长;Ha较大(Ha=8、10、15、20)时,四种模态下的扰动出现两种增长模式:类型为模态I、III、IV的扰动仍呈瞬态增长,模态II的扰动呈指数增长,此时流动稳定性与射流有关。(2)对低磁场强度下Hunt流进行了大涡模拟,分析了磁场强度对Hunt流流场结构的影响。结果发现,施加磁场前后,Hunt流的流动过程相似,均出现涡结构的形成及演化;沿管道流向的不同截面处均分布有流向漩涡,类似于Hunt流的稳定性分析中发现的涡结构。