Structure and Stabilization of Thermal, Fluid-and Electrical Fields in High Speed Ionized Gases

高速电离气体中热场、流体场和电场的结构和稳定性

基本信息

  • 批准号:
    62460090
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.03万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1987
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1987 至 1988
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Construction and preliminary testings have been made on a crossed laser beam correlation velocimeter and a modified light polarization line reversal system for high speed two-dimensional MHD turbulent boundary-layer temperature measurement. Using these and othermethods involving VxB probe, photodiodes, pressure transducers, generator segmented electrodes and the potential probes, the velocity, the temperature, the gas emission, the pressure, and the electrical signals from subsonic magnetohydrodynamic plasma have been collected in both a combustion and a shock tube systems under conditions each with and without the magnetic field.Analyses of the velocity data have shown that even in a short duration shock plasma a statistically steady state could be established. The Taylor's hypothesis for convective transport of disturbances has evidently confirmed by comparison of the velocity power spectra in the frequency space and that in the wave number space. It has been clearly demonstrated tha … More t the shock plasma has two different turbulent structures simulteneously, namaly a Kolmogorov's 3-D isotropic turbulence with the k^<-5/3> spectrum in a low wave number range and also the 2-D isotropic turbulence with the k^<-3> dependence in the successive higher wave number range. We could show that both turbulent structures were in a so-called inertial subrange, and the magnetic field played a central role for establishing the 2-D turbulent structure.Further, the time dependent 1-D nonlinear MHD equations were solved with disturbances given at the channel entrance. There have been shown two distinct propagation speeds, i.e., the convective and the convective plus sonic speeds. However, it was also made clear that which disturbances could dominate, was decided by the upstream fluctuation processes.Finally, we performed a three dimensional MHD channel flow analysis with a k-epsilon turbulence model and showed that some serious fluiddynamical instabilities could be well suppressed under the magnetic field with a two-component 2-D configuration. Less
使用这些以及涉及 VxB 探头、光电二极管、压力传感器、发生器的其他方法,对用于高速二维 MHD 湍流边界层温度测量的交叉激光束相关测速仪和改进的光偏振线反转系统进行了构建和初步测试。分段电极和电位探针,在燃烧和冲击中收集了来自亚音速磁流体动力学等离子体的速度、温度、气体排放、压力和电信号对速度数据的分析表明,即使在短持续时间的冲击下,也可以建立技术上稳定的状态,通过与扰动的对流传递的泰勒假设得到了明显的证实。频率空间和波数空间的速度功率谱已经清楚地证明了激波等离子体同时具有两种不同的湍流结构,即柯尔莫哥洛夫湍流结构。我们可以显示在低波数范围内具有 k^<-5/3> 谱的 3-D 各向同性湍流,以及在连续较高波数范围内具有 k^<-3> 依赖性的 2-D 各向同性湍流。这两种湍流结构都处于所谓的惯性子范围内,并且磁场在建立二维湍流结构中发挥了核心作用。此外,时间相关的一维非线性MHD 方程是用通道入口处给出的扰动来求解的,已经显示了两种不同的传播速度,即对流速度和对流加声速速度,但是,也明确了哪种扰动可能占主导地位,这是由上游决定的。最后,我们利用 k-epsilon 湍流模型进行了三维 MHD 通道流分析,结果表明,在磁场作用下,可以很好地抑制一些严重的流体动力学不稳定性。两分量二维配置。

项目成果

期刊论文数量(56)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Naoyuki Kayukawa: "A Compact Magnetohydrodynamic System with Strong Fluid-Magnetic Field Interaction" Proceedings of The First KSME-JSME Thermal and Fluid Engineering Conference. 2. 241-246 (1988)
Naoyuki Kayukawa:“具有强流体磁场相互作用的紧凑磁流体动力系统”第一届 KSME-JSME 热与流体工程会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shuniti Oikawa: Proceedings of The First KSMEーJSME Thermal and Fluids ENgineering Conference. 2. 247-252 (1988)
Shuniti Oikawa:第一届 KSME-JSME 热与流体工程会议论文集 2. 247-252 (1988)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yoshiaki Aoki: Proceedings of The First World Conference on Experimental Heat Transfer,Fluid Mechanics and Thermodynamics. 773-775 (1988)
青木义明:第一届世界实验传热、流体力学和热力学会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
及川俊一: 電気学会・新省エネルギー研究会資料. ESCー88ー26. 19-28 (1988)
Shunichi Oikawa:日本电气工程师学会/新能源节约研究小组的材料。ESC-88-26(1988)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
沖中憲之: 電気学会新・省エネルギー研究会資料. ESC-88-26. 1-10 (1988)
Noriyuki Okinaka:IEEJ 新能源节约研究组材料 ESC-88-26 (1988)。
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