平面磁通量压缩流体动力学的数值模拟

磁压缩发电机(MCGS)是一种应用炸药爆炸压缩导体包围的磁场,从而产生几百兆高斯强磁场并可作为初级能源,产生几百兆焦耳的能量和兆安培的电流。Chernyshev等指出如作为初级能源做某些应用,产生兆安培电流脉冲的上升时间的数量级必须要达到微秒量级,但典型的一端燃烧型(end—burn)的磁压缩发电机电流脉冲的上升时间要几百微秒,所以不能满足要求,1978年Pavlovskii等提出应用轴上(axial initiation)起爆的磁压缩发电机,其上升时间可大为缩短。本文为应用数值模拟方法研究一端燃烧型和轴上起爆型两种磁压缩发电机的物理过程。 计算模型根据磁流体动力学理论,用二维平面模型,并假设初始磁场均匀分布在等离子体内。假设(x=L)的边界是固定的,在另一边界(x=0)上加压力脉冲.对一端燃烧磁压缩发电机,压力脉冲作用在另一边界的底部,该边界以(?)向上运动。对轴上起爆的磁压缩发电机则压力均匀地加在另一边上,应用理想磁流体动力学方程式组 和物态方程 T=(?)p/Rp 式中 D/Dt=(?)/(?)+(?)·▽ ρ,p,T,(?),R和γ相应地为密度,压力,温度,速度,磁感应强度,平均原子量,理想气体常数和比热比,计算时忽略了耗散效应如扩散和热传导等,以及其它外力如重力等。 计算程序基本上根据新发展的SINIL格式,用拉氏网格。