【摘 要】
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磁流体问题是磁-等离子体-化学(MPC)推进系统中的关键问题,是解决高超音速巡航飞行动力来源的关键技术之一,近年来受到国内外的广泛关注.国外通过数值模拟、实验和理论手段对
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磁流体问题是磁-等离子体-化学(MPC)推进系统中的关键问题,是解决高超音速巡航飞行动力来源的关键技术之一,近年来受到国内外的广泛关注.国外通过数值模拟、实验和理论手段对磁流体进行了研究.本论文提出把弱等离子体完全气体模型作为当MPC推进系统自维持工作时其磁流体发电器和磁流体加速器管道流动中的理论模型.为简化模型的复杂程度忽略了霍尔效应,并假设在离子发生器的预作用下气体的电导率恒定.通过对Mawell方程组、广义欧姆定律以及Navier-Stokes(N-S)方程组的偶合处理建立了与上述情况吻合的三维磁流体方程.比照对N-S方程的定解条件提出磁感应方程的边界条件.提出把磁流体方程中的磁感应方程和N-S方程交替迭代的分裂式数值解法.对惯性通量项采用二阶迎风TVD格式离散,扩散通量及非通量项采用中心差分格式离散.应用上述理论模型与恒定磁场的简化模型,以及所建立的数值算法对MPC系统中磁流体发电器的管道流动进行了数值模拟,比较了两种模型的计算结果.同时,在所取得的结果基础上,对MPC系统的磁流体发电器原理进行了探讨,并提出MPC推进系统可行性的初步看法.
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