МГД-турбулентность за решеткой в замкнутом затухающем потоке жидкого натрия

  • П.Г. Фрик Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • В.И. Носков Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Р.А. Степанов Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • С.А. Денисов Институт механики сплошных сред УрО РАН
Ключевые слова: турбулентность за решеткой, жидкий металл, магнитная гидродинамика

Аннотация

В работе экспериментально исследованы процессы формирования турбулентных потоков жидкого металла в тороидальном канале при больших числах Рейнольдса и умеренных магнитных числах Рейнольдса, а также процессы переноса магнитного поля в таких потоках. Проведены измерения характеристик поля скорости импульсного турбулентного течения натрия за различными решетками, установленными в канале. Использовались решетки с шагом 15 мм и 31 мм, причем в канал устанавливались либо одна решетка, либо две. Показано, что динамика импульсного турбулентного потока в канале с решетками существенно отлична от той, что наблюдается в свободном канале, где турбулентность развивается на масштабах сечения канала. Измерения характеристик пульсаций скорости и магнитного поля показали, что индукционные эффекты в нестационарном импульсном потоке успевают проявиться в полной мере. Получены спектры пульсаций скорости и магнитного поля.

Сведения об авторах

П.Г. Фрик, Институт механики сплошных сред УрО РАН
доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией физической гидродинамики
В.И. Носков, Институт механики сплошных сред УрО РАН
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физической гидродинамики
Р.А. Степанов, Институт механики сплошных сред УрО РАН
доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физической гидродинамики
С.А. Денисов, Институт механики сплошных сред УрО РАН
кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Литература

  1. Денисов С.А, Носков В.И, Соколов Д.Д, Фрик П.Г, Хрипченко С.Ю. О возможности лабораторной реализации нестационарного МГД-динамо // Доклады РАН. - 1999. - 365. - С. 478-480.
  2. Соколов Д.Д, Степанов Р.А, Фрик П.Г. Динамо на пути от астрофизических моделей к лабораторному эксперименту // Успехи физических наук. - 2014. - Т. 184. - С. 313-335.
  3. Фрик П.Г, Соколов Д.Д, Степанов Р.А. Вейвлет-анализ пространственно-временной структуры физических полей // Успехи физических наук. - 2021. - Т. 191.
  4. Alemany A., Moreau R., Sulem P. L., Frisch U. Influence of an external magnetic field on homogeneous MHD turbulence // Journal de Mecanique. - 1979. - Т. 18. - Р. 277-313.
  5. Frick P., Denisov S., Noskov V., Pavlinov A., Stepanov R. Magnetic field in a decaying spin-down flow of liquid sodium // Magnetohydrodynamics. - 2015. - Т. 51. - Р. 267-274.
  6. Frick P., Noskov V., Denisov S., Stepanov R. Direct Measurement of Effective Magnetic Diffusivity in Turbulent Flow of Liquid Sodium // Physical Review Letter. - 2010. - Vol. 105. - № 18. - Р. 184502.
  7. Noskov V., Denisov S., Stepanov R., Frick P. Turbulent viscosity and turbulent magnetic diffusivity in a decaying spin-down flow of liquid sodium // Physical Review E. - 2012. - Vol. 85. - № 1. - P. 016303.
  8. Noskov V., Stepanov R., Frick P., Pavlinov A., Denisov S. Magnetic field in decaying grid turbulence of liquid sodium // Magnetohydrodynamics. - 2019. - Vol. 55. - № 1-2. - Р. 149-159.
  9. Selyuto S.F. Effect of magnetic field on formation of turbulence structure behind arrays of different configurations // Magnetohydrodynamics. - 1984. - Vol. 20. - № 3. - Р. 268-272.
  10. Sukoriansky S., Zilberman I., Branover H. Experimental studies of turbulence in mercury flows with transverse magnetic fields // Experiments in Fluids. - 1986. - Vol. 4. - № 1. - Р. 11-16.
  11. Voronchikhin V., Genin L., Levin V., Sviridov V. Experimental study of the decay of grid turbulence in homogeneous magnetic field // Magnetohydrodynamics. - 1985. - Vol. 21. - № 4. - Р. 131-134.
  12. Votsish A., Kolesnikov Yu. Transition from three- to two-dimensional turbulence in a magnetic field // Magnetohydrodynamics. - 1976. - Vol. 12. - Р. 378-379.
  13. Zikanov O., Krasnov D., Boeck Th., Sukoriansky S. Decay of turbulence in a liquid metal duct flow with transverse magnetic field // Journal of Fluid Mechanics. - 2019. - Vol. 867. - Р. 661-690.
Опубликован
2021-07-01
Как цитировать
Фрик, П., Носков, В., Степанов, Р., & Денисов, С. (2021). МГД-турбулентность за решеткой в замкнутом затухающем потоке жидкого натрия. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, (2), 6-14. https://doi.org/https://doi.org/10.7242/2658-705X/2021.2.1
Выпуск
Раздел
Статьи