热核聚变反应堆液态锂铅包层FCI插件MHD效应数值模拟及实验比较

摘要

用直接数值方法对高效液态锂铅包层内的金属流体MHD 效应进行分析。包含电磁力源项的不可压Navier-Stokes 方程采用Projection 方法求解,研究了不同材料的通道流动插件(FCI)对金属磁流体压力和流速分布的影响。主要分析了以下三种情况:无FCI 插件的通道内的流动状况;加入绝缘材料(碳化硅)制成的FCI 插件的通道内的流动状况;加入导电材料制成的FCI 插件的通道内的流动状况。从数值上验证了包层内部通过加入绝缘的FCI 可以有效的降低金属磁流体的MHD 压降,验证了压力平衡槽能够有效地平衡在槽附近FCI 两侧的压力,远离槽处,FCI 两侧压力差仍然很大.通过与实验值进行比较分析,进一步探讨了在FCI 压力平衡槽内部形成逆流的机理。