文献类型：会议

作　　者：王浩 金科

作者单位：西安电子科技大学空间科学与技术学院智能探测系

基　　金：国家数值风洞工程基金资助项目（NNW2020ZT3-A23）

会议文献：第十二届全国流体力学学术会议摘要集

会议名称：第十二届全国流体力学学术会议

会议日期：20221119

会议地点：中国陕西西安

出版日期：20221100

学会名称：中国力学学会

语　　种：中文

摘　　要：理解等离子体的流动行为在许多领域都是必不可少的,包括天体物理学、核聚变和航空航天等工程应用。对于等离子体流场与电磁场复杂相互作用的数值模拟是十分重要的,本文使用非结构有限体积法数值求解包含位移电流(通常在磁流体力学模型中被忽略)的完整的Maxwell方程与电中性假设下的单流体方程耦合模型。完整的麦克斯韦方程包含针对电场和磁场的散度约束,因数值求解过程中可能产生伪磁场散度积累导致非物理解,本文通过使用含有拉格朗日乘子的双曲散度消除方法所构造的双曲守恒形式的Maxwell方程消除伪磁场散度来满足麦克斯韦方程的散度约束。对于电磁场采用缩放数值扩散的CIR格式计算通量,对于流场可以采用各种成熟的数值通量格式。使用LUSGS隐式时间步进方法求解以下常规算例验证了模型与程序的性能以及准确性:一维磁流体力学黎曼问题(Brio-Wu激波管问题)、一维电磁波在等离子体中的传播,二维磁流体力学问题(Rotor转子问题、爆炸波问题,激波反射问题)。数值结果表明本文所使用的数值算法具有较高的精确度和良好的数值稳定性,耦合的Navier-Stokes方程和全Maxwell方程允许对低电导率等离子体进行更高保真的研究,能够克服磁流体力学中流场局部等离子体电导率较低时数值模拟十分困难的缺点。

关 键 词：等离子体 有限体积法 磁流体力学

分 类 号：O361]