大气压下自由燃烧弧的温度场和速度场的数值模拟

采用标准SIMPLE算法,并作了一些修正,给出了具体的计算步骤和流程图,将其应用于磁流体动力学(MHD)方程进行数值求解.得到了轴对称情况下,自由燃烧弧的温度场和速度场的分布,并和实验结果进行了比较.分析了不同辐射模型对温度场的影响,发现辐射导致电弧温度降低,但不同的辐射模型对于电弧的温度影响不大.

洛伦兹力对自由燃烧弧和壁稳非转移弧流场的影响

通过耦合迭代求解流体力学方程和电磁场方程,数值模拟了转移式自由燃烧电弧和具有细长中间段及突扩阳极结构的壁稳式非转移直流电弧的流场,分析了洛伦兹力对这两种典型直流电弧流场的影响。结果显示:在自由燃烧电弧情况下,电流自感磁场的洛伦兹力对流场特性有显著影响,自磁压缩是约束电弧的主要机制;而在壁稳式非转移直流电弧情况下,相对于强壁面约束和气动力作用而言,洛伦兹力对流场的影响有限。特别在中间段出口以后,洛伦兹力与气动力的比值小于0.010,因此,当主要考虑壁稳式非转移直流电弧发生器出口参数时,为了提高数值模拟效率,可忽略洛伦兹力的作用。