تحلیل سه بعدی جریان های نیرو محرک دیناموهیدرومغناطیسی با استفاده از گرادیان های فشار ثابت

جریان های نیرو محرک داخلی که در آنها نیروی محرک جریان در هر مقطع عرضی کانال، توزیع کاملا یکنواختی دارد، در سرتاسر کانال، یک میدان سرعت توسعه یافته ای را ایجاد می کنند. حتی اگر نیروی محرک فقط بر بخش معینی از طول کانال اعمال شود، پروفیل های سرعت مشابه جریان فشار محرک همه جا سهمی گون هستند. لذا می توان نیروی محرک حجمی را ابتدا به طور مجازی حذف کرده و به جای آن از یک گرادیان فشار ثابت معادل در سراسر کانال استفاده نمود. در این صورت، اگرچه توزیع فشار واقعی با یک توزیع فشار خطی، معادل و جایگزین می شود اما پروفیل سرعت حاصله تغییری نخواهد کرد. مزیت چنین کاری این است که حل سه بعدی معادلات را می توان به حل دو بعدی (با معادله ی پواسون) برای مقطع عرضی کانال تبدیل نمود. به علاوه با این جایگزینی، می توان میدان های سرعت و فشار در شبکه ای از کانال های بهم متصل را به راحتی محاسبه نمود. از دیگر کاربردهای این ساده سازی، حل معادلات مومنتوم در جریان های داخلی MHD  است، چراکه در جریان های  MHDنیز، نیروی حجمی لورنتز به خصوص در کاربرد های میکرونی نظیر میکروپمپ ها می تواند با تقریب خوبی در سطح مقطع کانال، یکنواخت تلقی شود. مقایسه ی نتایج حاصل از این روش جدید حل، با نتایج حاصل از حل سه بعدی، نشان می دهد که روش حاضر می تواند به خوبی در حل میدان سرعت و فشار در شبکه های میکروسیالی بکار رود و هزینه های سنگین تحلیل های سه بعدی را کم نماید.

کلیدواژه ها:

جریان دیناموهیدرومغناطیسی ، جریان کاملا توسعه یافته ، جریان نیرومحرک داخلی ، میکروپمپ MHD ، نیروی لورنتز