بررسی تاثیر میدان مغناطیسی خارجی بر مشخصات اختلاطی سیال هیدرومغناطیس همسانگرد دوبعدی

در این پژوهش به بررسی تاثیر میدان مغناطیسی ثابت و یکنواخت خارجی بر خصوصیات اختلاطی یک جریان همسانگرد دوبعدی هیدرومغناطیس و مشخصه های دینامیکی و ساختاری آن پرداخته شده است. برای این منظور از شبیه سازی عددی مستقیم به روش شبه طیفی جهت حل معادلات هیدرومغناطیس دوبعدی تراکم ناپذیر بهره گرفته شده است. محاسبات نشان می دهد که میدان مغناطیسی خارجی ثابت، سبب تغییر شکل گردابه ها در راستای خطوط میدان می شود و با افزایش شدت میدان مغناطیسی این تغییر شکل افزایش می یابد. این تغییرات، بر مشخصه های دینامیکی و همچنین بازده اختلاط جریان تاثیرگذار است. بررسی بازده اختلاط نشان داد که با افزایش شدت میدان مغناطیسی و یا کاهش ضریب انتشار مغناطیسی، بازده اختلاط سیال کاهش می یابد. جهت بررسی عوامل تاثیرگذار بر کاهش اختلاط، دینامیک گردابه های کوچک و بزرگ مورد توجه قرار گرفت. بررسی اثر میدان مغناطیسی خارجی بر نرخ اتلاف انرژی که با تغییرات دینامیک گردابه های کوچک در ارتباط است نشان می دهد که نرخ اتلاف انرژی ناشی از لزجت سیال در حضور میدان مغناطیسی خارجی نسبت به حالتی که میدان مغناطیسی حضور نداشته باشد کاهش می یابد. این در حالی است که نتایج نشان می دهد نرخ اتلاف انرژی کل در مقایسه با حالت عدم حضور میدان مغناطیسی روند افزایشی دارد. از طرفی جهت نشان دادن دینامیک گردابه های بزرگ، انرژی کل، جنبشی و مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که در حضور میدان مغناطیسی خارجی، به دلیل وجود نیروی لورنتز، انرژی از میدان سیال به میدان مغناطیسی منتقل می گردد که هر دو روند دینامیک گردابه های کوچک و بزرگ سبب کاهش اختلاط سیال می شود.

کلیدواژه ها:

MHD ، isotropic flow ، External Magnetic Field ، mixing efficiency ، Pseudo-Spectral ، هیدرومغناطیس ، جریان همسانگرد ، میدان مغناطیسی خارجی ، بازدهی اختلاط ، روش شبه طیفی