МГД-турбулентность за решеткой в замкнутом затухающем потоке жидкого натрия

Авторы

  • 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

DOI:

https://doi.org/10.7242/2658-705X/2021.2.1

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.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и правительства Пермского края (проект РФФИ-Урал №17-41-590059р).

Биографии авторов

  • 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

Библиографические ссылки

  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.

Загрузки

Опубликован

2021-07-01

Выпуск

№ 2 (2021)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

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/10.7242/2658-705X/2021.2.1