РФФИ ННИО_а 18-508-12005 / DFG KR 4445/2-1 «Нестабильность смешанной конвекции в жидких металлах при умеренных и сильных магнитных полях»

Аннотация:

Проект посвящён исследованиям закономерностей развития крупномасштабных конвективных структур при опускном течении электропроводных жидкостей под воздействием компланарного (азимутального) магнитного поля с использованием натурных экспериментов и прямого численного моделирования. В ходе выполнения проекта будут изучены особенности формирования и развития вторичных течений при смешанной конвекции в вертикальных каналах, а также влияние наклона канала и начального воздействия на поток с целью оптимизации теплообмена.

Содержание:

В проекте будут задействованы координированные усилия 2 организаций, ведущих исследования в области МГД из России и Германии.

— Будет создан экспериментальный канал c соотношением сторон ~1/3 и обвязка, необходимая для подключения к стенду РК-3.
— Будет модернизирован автоматизированный зонд для проведения контактных исследований на стенде РК-3, оснащённым новым экспериментальным каналом. При этом оригинальная организация эксперимента позволяет использовать зондовые методы измерения с использованием контактных датчиков скорости, температуры и электрического потенциала, способных дать детальную информацию о наблюдаемых явлениях.
— Впервые будут проведены экспериментальные исследования параметров возникающих вторичных течений и влияния отклонения от вертикали на их формирование. Полученные данные будут использованы для верификации численного метода.
— Будет модернизирован высокоточный и эффективный метод численного моделирования, основанный на высококонсервативной конечноразностной схеме. Модернизация будет направлена на расширение возможностей метода при моделировании конечной проводимости стенок. Будет использована так называемая аппроксимация «тонкой стенки».
— Численными методами будет проведён анализ возможного воздействия на поток, направленного на поиск наиболее надёжного средства по противодействию образования периодических срывов. Среди рассматриваемых методик: использование различных аспектных соотношений канала, электровихревое воздействие, и различные способы привнесения осевой закрутки.
— По результатам этапа численных исследований будет определён оптимальный способ воздействия на поток, и проведено экспериментальное исследование путем воспроизведения условий на экспериментальном канале.