东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (11): 1604-1608.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.11.017

• 材料与冶金 • 上一篇    下一篇

轴向磁场作用下平均Taylor涡对湍流脉动的影响

冷学远1， 李本文2， 王唯1， 田溪岩1   

  1. (1. 东北大学 材料电磁过程研究教育部重点实验室， 辽宁 沈阳110819; 2. 大连理工大学 能源与动力工程学院， 辽宁 大连116024)
  • 收稿日期:2017-07-20 修回日期:2017-07-20 出版日期:2018-11-15 发布日期:2018-11-09
  • 通讯作者: 冷学远
  • 作者简介:冷学远(1987-)，男，辽宁大连人，东北大学博士研究生； 李本文(1965-)，男，湖南澧县人，大连理工大学教授，博士生导师.冯明杰(1971-)， 男， 河南禹州人， 东北大学副教授; 王恩刚(1962-)， 男， 辽宁沈阳人， 东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(11302047)； 教育部青年教师科研创新基金资助项目(N160904003).

Effect of Mean Taylor Vortex Motion on Turbulent Fluctuations in the Presence of Axial Magnetic Field

LENG Xue-yuan1， LI Ben-wen2， WANG Wei1， TIAN Xi-yan1   

  1. 1. Key Laboratory of National Education Ministry for Electromagnetic Processing of Materials， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. School of Energy & Power Engineering， Dalian University of Technology， Dalian 116024， China.
  • Received:2017-07-20 Revised:2017-07-20 Online:2018-11-15 Published:2018-11-09
  • Contact: LI Ben-wen
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摘要： 采用基于高精度电流守恒格式的直接数值模拟方法，对轴向磁场作用下导电流体的湍流Taylor-Couette流动进行计算.在等电势边界条件的同心圆筒中，磁场与感生电流引起的反向周向速度分布、以及其对平均流动的影响被揭示出来.采用两种不同的湍流流场平均方法，将湍流中的全部脉动划分为平均流动(Taylor涡)的贡献和湍流的贡献.通过计算不同磁场强度下的湍动能的分布，对比分析轴向磁场对平均Taylor涡流和湍流两种贡献方式的影响.

关键词: Taylor涡, Taylor-Couette流, 湍流, 磁场, 直接数值模拟

Abstract: The direct numerical simulation based on the current density conservative scheme was employed to calculate the turbulent Taylor-Couette flow of an electrically conducting fluid in an axial magnetic field. The generation of negative velocity due to the interaction of magnetic field with induced current， and the effect of magnetic field on the mean flow field were revealed， when two cylinders had the same potentials. By using two kinds of averaged method， the total fluctuations in the flow field were divided into two parts，i.e.， the contribution of mean Taylor vortex flow and the contribution of turbulence. Consequently， several cases were calculated to investigate the effect of magnetic field on the contribution， and comparation the effects of axial magnetic field on from mean Taylor vortex flow and the turbulent flow.

Key words: Taylor vortex flow, Taylor-Couette flow, turbulence, magnetic field, direct numerical simulation

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