Магнитогидродинамика

Магнитная гидродинамика История и развитие МГД МГД была разработана Ханнесом Альфвеном в 1942 году.   Альфвен получил Нобелевскую премию по физике […]

Магнитная гидродинамика

  • История и развитие МГД

    • МГД была разработана Ханнесом Альфвеном в 1942 году.  
    • Альфвен получил Нобелевскую премию по физике за свои исследования в 1970 году.  
  • Основные уравнения МГД

    • Движение жидкости описывается через плотность тока и скорость центра масс.  
    • Уравнения включают уравнение неразрывности, движения, состояния, Ампера, Фарадея и Ома.  
  • Идеальный МГД

    • В идеальном МГД резистивный элемент в законе Ома мал, что позволяет пренебречь им.  
    • Идеальные процессы не генерируют тепло и не повышают энтропию.  
    • Теорема о замороженном потоке утверждает, что жидкость и магнитное поле движутся вместе.  
  • Применимость идеального МГД к плазме

    • Идеальный МГД применим только при определенных условиях, таких как короткие временные рамки столкновений и малое удельное сопротивление.  
    • Удельное сопротивление важно, так как оно может привести к магнитной диффузии и магнитному пересоединению.  
  • Важность удельного сопротивления

    • Удельное сопротивление может быть значительным в системах с высокой проводимостью.  
    • Магнитное пересоединение может привести к высвобождению энергии и выделению тепла.  
  • Резистивная МГД

    • Используется для моделирования удельного сопротивления при столкновениях  
    • Включает дополнительный член закона Ома  
    • Компьютерное МГД-моделирование всегда резистивно  
  • Структуры в МГД-системах

    • Электрический ток сжимается в тонкие ленты (токовые пластины)  
    • Магнитные домены разделяют жидкость на слаботочные области  
  • Волны в МГД-системах

    • МГД-волны: Альфвен машет рукой, медленные и быстрые магнитозвуковые волны  
    • Фазовые скорости зависят от угла между волновым вектором и магнитным полем  
    • МГД-колебания затухают при конечной проводимости или вязкости  
  • Ограничения и кинетические эффекты

    • МГД зависит от максвелловского распределения частиц  
    • Кинетические эффекты важны для термоядерного синтеза и космической плазмы  
  • Приложения в геофизике

    • МГД используется для моделирования геомагнитного динамо  
    • Моделирование предсказывает изменения магнитного поля Земли  
  • Приложения в сейсмологии

    • Сверхнизкочастотная активность (ULF) может предшествовать землетрясениям  
    • Исследования продолжаются для создания системы раннего предупреждения  
  • Приложения в космической физике

    • МГД моделирует явления в магнитосфере Земли  
    • Прогнозирование космической погоды важно для защиты спутников  
  • Астрофизика

    • МГД применяется для описания звезд, межпланетной среды и реактивных двигателей  
    • Солнечные пятна и ветер управляются МГД  
    • Магнитогидродинамические эффекты объясняют формирование Солнца  
  • Термоядерный синтез с магнитным удержанием

    • МГД описывает равновесие плазмы в токамаках  
    • Теория МГД-стабильности определяет эксплуатационные пределы токамаков  
  • Датчики и инженерное искусство

    • Магнитогидродинамические датчики используются в инерциальных навигационных системах  
    • МГД связан с удержанием плазмы, охлаждением ядерных реакторов и электромагнитным литьем  
    • МГД-движитель использует электрические и магнитные поля для движения судов  
  • Разработка подводной лодки с МГД-приводом

    • Уэй поручил студентам разработать подводную лодку с новой двигательной установкой  
    • Японский фонд построил экспериментальную лодку «Ямато-1» с МГД-приводом в 1990-х годах  
  • МГД-генерация электроэнергии

    • МГД-генерация на газообразном топливе показала потенциал для эффективного преобразования энергии  
    • Технические трудности привели к непомерным затратам  
  • МГД в микрофлюидике

    • МГД изучается как жидкостный насос для создания непрерывного потока в микроканалах  
  • МГД в металлургии

    • МГД может использоваться для устранения нестабильностей и контроля потока в процессе непрерывной разливки металлов  
  • Моделирование промышленных МГД-проблем

    • Программное обеспечение EOF-Library используется для моделирования МГД-технологий  
    • Примеры моделирования включают электромагнитное левитационное плавление и перемешивание жидкого металла  
  • Магнитное нацеливание на лекарственные средства

    • Разработка методов точной доставки лекарств в пораженные районы  
    • Использование магнитных частиц для связывания лекарств и направления их к цели  
  • Уравнения магнитной гидродинамики

    • Используются для изучения взаимодействия между частицами магнитной жидкости и внешним магнитным полем  
  • Дополнительные ресурсы

    • Список учебников по электромагнетизму  
    • Дальнейшее чтение  

Полный текст статьи:

Магнитогидродинамика

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх