Eksperimentālie un skaitliskie MHD plūsmas pētījumi svina-litija blanketa modelī

Abstract

Bakalaura darbā uzmanība tiek pievērsta šķidrā metāla svina-litija (Pb-17Li) magnetohidrodinamiskas (MHD) plūsmas kustībai kvadrātveida nemagnētiska tērauda kanālā spēcīgā ārējā magnētiskajā laukā un tur notiekošajiem procesiem. Darba mērķis ir, izmantojot modelēšanas programmu ANSYS FLUENT, skaitliski izpētīt svina-litija MHD plūsmu, lietojot dažādus modeļus un tuvinājumus, un salīdzināt rezultātus uz eksperimentālajiem mērījumiem. Darbā apskatīti vienkāršoti analītiskie modeļi, veikti skaitliskie aprēķini un eksperiments. Analītisko aprēķinu precīzie atrisinājumi salīdzināti ar skaitliskajiem rezultātiem, galveno skaitlisko parametru ietekmes novērtēšanai. Iegūtie rezultāti izmantoti trīsdimensionālas problēmas skaitliskai risināšanai, kurai nav analītiska atrisinājuma. Skaitliskie rezultāti salīdzināti ar eksperimentālajiem datiem, veikta rezultātu analīze un interpretācija. Atslēgvārdi: MHD plūsma, svins-litijs, ārējais magnētiskais lauks, potenciālu starpība, spiediena kritums, skaitliskā modelēšana.

In the bachelor thesis attention is focused on liquid-metal lead-lithium (Pb-17Li) magnetohydrodynamic (MHD) flow motion and other processes occurring in rectangular non-magnetic steel duct when a strong external magnetic field is applied. The main aim is to study lead-lithium MHD flow numerically applying different models and approximations using modeling software ANSYS FLUENT, and compare the results with experimental measurements. In the thesis simple analytical models are examined, numerical calculi are used and an experiment is done. Analytical results are compared with numerical data to estimate the used software’s error size at the set parameters. Obtained results are used in numerical calculi of three-dimensional problem, which has no analytical solution. Comparison between experimental measurements and numerical data are done, as well as analysis and interpretations of the results. Keywords: MHD flow, lead-lithium, external magnetic field, potential difference, pressure drop, numerical modeling.