مطالعه عددی تأثیر پدیده هال بر جریان دو بعدی مافوق صوت در ژنراتور ام.اچ.دی

Abstract

در تحقیق حاضر، جریان هوای مافوق صوت دو بعدی در یک ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی (ام.اچ.دی) بصورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته و اثر هال و هندسه بر این جریان بررسی شده است. این جریان بصورت گاز کامل، پایا و تراکم‌پذیر و با عدد رینولدز مغناطیسی پائین در یک کانال دو بعدی با چهار جفت الکترود و هندسه‌های مختلف شامل کانال‌هایی با سطح مقطع ثابت، همگرا، واگرا و ترکیبی واگرا-ثابت، به عنوان مدل ژنراتور ام.اچ.دی فارادی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که زاویه ماخ در کانال مستقیم کمتر از بقیه هندسه‌ها بوده و توان و راندمان الکتریکی و فشار خروجی در کانال ثابت نسبت به سایر هندسه‌ها بالاتر می‌باشد. همچنین اثر هال که مانع کاهش سرعت جریان پلاسما در اثر میدان مغناطیسی می‌باشد، باعث کاهش فشار خروجی و گرمایش ژول و افزایش راندمان الکتریکی در همه کانال‌ها گردید. با توجه به امکان سنجی استفاده از ژنراتور ام.اچ.دی در صنایع هوافضایی و موشکی، نتایج مختلف به ویژه گرمایش ژول حاصل از جریان گاز کریپتون و جریان هوا مقایسه شده‌اند تا در صورتی که افزایش دما در اثر گرمایش ژول گاز کریپتون کمتر با توان و راندمان الکتریکی بیشتر باشد این گاز به عنوان گاز مناسب برای استفاده در صنایع گفته شده پیشنهاد شود.