Análisis de Estabilidad Lineal del Flujo de Metal Líquido en un Conducto Rectangular Aislante bajo un Campo Magnético Uniforme Externo
Autores: Tagawa, Toshio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Análisis de Estabilidad Lineal del Flujo de Metal Líquido en un Conducto Rectangular Aislante bajo un Campo Magnético Uniforme Externo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo de metal líquido
Gradiente de presión constante
Conducto rectangular aislante
Campo magnético externo uniforme
Análisis de estabilidad lineal
Calentamiento Joule
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Se llevó a cabo un análisis de estabilidad lineal del flujo de metal líquido impulsado por un gradiente de presión constante en un ducto rectangular aislante bajo un campo magnético uniforme externo. En el presente análisis, dado que se despreciaron el calentamiento Joule y el campo magnético inducido, las ecuaciones gobernantes consistieron en la continuidad de la masa, la ecuación de momento, la ley de Ohm y la conservación de la carga eléctrica. Un conjunto de ecuaciones de perturbación linealizadas para la amplitud compleja se descompuso en partes real e imaginaria y se resolvió numéricamente con un método de diferencias finitas utilizando el algoritmo de marcador y celda altamente simplificado (HSMAC) en un sistema de malla escalonada bidimensional. La dificultad del problema de valores propios complejos se evitó con un método de Newton-Raphson durante el cual su correspondiente función propia se obtuvo simultáneamente mediante un procedimiento iterativo. La relación entre el número de Reynolds, el número de onda, la tasa de crecimiento y la frecuencia angular se obtuvo con éxito para un valor dado del número de Hartmann, así como para una dirección del campo magnético uniforme externo.
Descripción
Se llevó a cabo un análisis de estabilidad lineal del flujo de metal líquido impulsado por un gradiente de presión constante en un ducto rectangular aislante bajo un campo magnético uniforme externo. En el presente análisis, dado que se despreciaron el calentamiento Joule y el campo magnético inducido, las ecuaciones gobernantes consistieron en la continuidad de la masa, la ecuación de momento, la ley de Ohm y la conservación de la carga eléctrica. Un conjunto de ecuaciones de perturbación linealizadas para la amplitud compleja se descompuso en partes real e imaginaria y se resolvió numéricamente con un método de diferencias finitas utilizando el algoritmo de marcador y celda altamente simplificado (HSMAC) en un sistema de malla escalonada bidimensional. La dificultad del problema de valores propios complejos se evitó con un método de Newton-Raphson durante el cual su correspondiente función propia se obtuvo simultáneamente mediante un procedimiento iterativo. La relación entre el número de Reynolds, el número de onda, la tasa de crecimiento y la frecuencia angular se obtuvo con éxito para un valor dado del número de Hartmann, así como para una dirección del campo magnético uniforme externo.