MHD flow and heat transfer due to a linearly stretching sheet with induced magnetic field: Exact solution
由于有一个线性拉伸的薄片，MHD流的解有一个简单的速度场形式，同时也有一个简单的感应磁场形式。相关的热问题，包括粘性耗散和焦耳加热，涉及到三个温度成分，其中两个的解决方案，得到的库默尔函数。第三温度分量的解是以收敛级数形式求得的。
2019-11-17 physics.flu-dyn
Heat transfer correlations for buoyant liquid metal MHD flows in blanket poloidal channels
近年来，几个用于再现液态金属磁流体动力学（MHD）现象的模拟程序已经得到验证和基准测试。准确的模拟代码是至关重要的，以提高我们的理解流动行为如何影响热传输的液态金属为基础的育种毯。使用传热相关性，即模拟流动特性对热量传输的影响，对系统设计人员来说特别有趣，因为它节省了他们完全模拟每个设计方案的精力和时间。本课题组研究了欧盟双铅锂（DCLL）包层几何条件下极向通道中的浮力MHD流。本研究使用了两种不同的代码：2D完全开发代码和Q2D完全开发代码。在这项工作中，我们探讨了不同的流动条件的影响，在热传输现象的参数。本文介绍了使用这两个代码进行计算的结果，并提供极向EU DCLL通道的传热相关性。
2023-03-20 physics.flu-dyn
MHD flow and heat transfer due to the axisymmetric stretching of a sheet with induced magnetic field
在横向磁场作用下，由于薄板轴对称拉伸而产生的流动，其完整的MHD方程可以用自相似的形式表示。这允许评估感应磁场及其对流动和传热的影响。这个问题涉及三个参数-磁普朗特数，磁相互作用数和普朗特数。数值解的速度场，磁场，和温度，在不同的值的磁普朗特数和磁相互作用数。粘性耗散，焦耳加热，流向扩散的热通量朝向片材的贡献进行了评估。
2016-07-19 physics.flu-dyn
MHD stagnation point flow toward a linearly-stretching thermally-insulated sheet with induced magnetic field
将磁流体动力学驻点流向非导电、绝热、无孔、线性拉伸薄板的运动方程组转化为自相似形式。一致的边界条件的速度，磁场和温度调用。流动问题涉及三个参数-磁普朗特数，磁相互作用数，和拉伸率的比例的强度的停滞点流。能量方程包括粘性耗散和焦耳热，并引入普朗特数作为第四参数。数值解和样本结果。
2016-07-25 physics.flu-dyn
Two-phase stratified MHD flows in rectangular ducts
School of Mechanical Engineering, Tel Aviv University（特拉维夫大学机械工程学院）；Soreq NRC（索雷克国家研究中心）
研究双相分层MHD流动特性，揭示非导电气体层对流动对称性的影响及壁导电率配置和磁场取向对流动特性的影响。
2026-03-03 physics.flu-dyn
Thermophoretic MHD Flow and Non-linear Radiative Heat Transfer with Convective Boundary Conditions over a Non-linearly Stretching Sheet
本文研究了具有非线性热辐射、对流换热和非均匀热源/热汇的磁流体边界层流动，以及热辐射速度和化学反应对流动的影响。采用适当的相似变换，求解所考虑的控制流的偏常微分方程。采用龙格-库塔四五阶Fehlberg方法结合打靶技术求解无量纲控制方程。研究了不同参数如热泳参数、化学反应参数、非均匀热源/热汇参数在速度、温度和浓度分布上的变化，并以图表形式进行了描述。所得结果与以前的结果非常一致。
2017-02-07 physics.flu-dyn
Exact solutions for a two-dimensional thermoelectric MHD flow with steady-state heat transfer on a vertical plate with two instantaneous infinite hot suction lines
本文对无限大垂直部分热多孔板上具有热电性质的二维非定常磁流体力学慢流进行了数学描述。采用Laplace-Fourier变换技术简化了场方程。在稳态传热假设下，得到了具有两条无限长瞬时热抽吸线的壁面上TEHD流动的温度和流函数的精确表达式。所得结果以图表显示。
2022-12-03 physics.flu-dyn
Energy dissipation rates in low-$\Re_m$ MHD turbulence with mean shear: Results for channel flow with spanwise field
本文研究了在展向磁场作用下槽道湍流动能耗散的变化。数值研究是基于我们的模拟数据[Krasnov，Zikanov，Schumacher，Boeck，Phys.Fluids 20，095105（2008）]通过直接和大涡模拟获得。我们发现，焦耳耗散可以超过粘性耗散在弱耗散体区域，但仍然相对较小的产生湍流的近壁区域。
2009-02-12 physics.flu-dyn
Optimal transient growth and transition to turbulence in the MHD pipe flow subject to a transverse magnetic field
本文研究横向磁场对液态金属管道流动最优瞬态增长的影响，发现不同磁场强度下扰动拓扑与增长机制各异，并通过三维非线性模拟揭示其转捩路径。
2024-05-22 physics.flu-dyn
Gas-liquid stratified MHD flows in inclined rectangular ducts
Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Soreq NRC（索雷克国家研究中心）
本研究通过解析与数值方法，分析了倾斜矩形管道中垂直磁场下的气液分层MHD流动，揭示了倾斜、壁面电导率与电磁力对持液率、压力梯度及泵送需求的复杂影响。
2026-09-14 physics.flu-dyn
On the instability of the magnetohydrodynamic pipe flow subject to a transverse magnetic field
本研究针对横向磁场下液态金属MHD管道流动的线性稳定性问题，开发基于切比雪夫-傅里叶配置法的二维复特征值求解器开展双全局分析，揭示了不稳定性的成因与最不稳定模态的变化规律，确定了全局临界雷诺数及对应参数条件。
2023-03-01 physics.flu-dyn
Longitudinal and transverse structure functions in high Reynolds-number magneto-hydrodynamic turbulence
本文通过精确的结构函数方程以及二维和三维MHD湍流的直接数值模拟，研究了均匀各向同性MHD湍流中纵向和横向结构函数的标度行为。特别是，重新缩放纵向和横向结构函数之间的关系，推导和利用，以比较不同的缩放行为在惯性范围内。结果表明，在MHD湍流中，纵向结构函数和横向结构函数没有明显的差别。这一发现与流体动力学湍流的情况相反，流体动力学湍流即使在高雷诺数下也表现出持续的差异。我们提出了一个物理图片的基础上，由于相同大小的局部区域和对齐的速度和磁场波动的压力贡献的有效减少。最后，我们的研究结果强调了压力项的重要性，实际观察到的缩放差异的流体动力学湍流。
2017-05-02 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Optical imaging of MHD bubble flow in Hele-Shaw liquid metal cells
本文提出一种改进的光学成像方法，用于Hele-Shaw液态金属电池中的气泡流测量，可支持更厚的液态金属层，并初步验证了量化气体流量和磁场配置对气泡链流影响的能力。
2023-11-03 physics.flu-dyn
Numerical simulation of MHD boundary layer flow and heat transfer over a nonlinear stretching sheet in the porous medium with viscous dissipation using hybrid approach
在本研究中，磁流体边界层流动与传热和传质的纳米流体的粘性耗散嵌入多孔介质中的非线性拉伸片进行了研究。将控制非线性偏微分方程组转化为耦合的非线性常微分方程组，采用有限元法与符号计算相结合的混合技术求解。研究了粘性耗散、磁影响参数、磁导率参数、布朗运动、埃克特数、热泳参数、普朗特数参数、杜福路易斯数和纳米流体路易斯数对速度$(f'(η))$、温度$(θ(η))$、盐浓度（$S(η)$）和纳米颗粒浓度$(γ(η))$的影响，并以图形方式显示结果。这类问题的应用被发现在与能源和生物医学系统相关的复杂磁性纳米流体材料的电磁控制中。
2017-11-07 physics.flu-dyn
On the development of OpenFOAM solvers for simulating MHD micropolar fluid flows with or without the effect of micromagnetorotation
University of the Peloponnese（伯罗奔尼撒大学）；University of West Attica（西阿提卡大学）
本文开发了两个OpenFOAM求解器，用于模拟磁流体动力学微极流体流动，考虑微磁旋转效应，验证了其在血流中的准确性，并展示了其在生物医学应用中的潜力。
2026-01-19 physics.flu-dyn
Long-wave instability of stratified two-phase MHD flow
本文研究了层状双相磁流体动力学流体在横向磁场下的长波不稳定性，揭示了磁场对流体稳定性影响的非单调性，发现磁场不仅可能稳定流体，还可能在特定条件下引发不稳定。
2025-11-23 physics.flu-dyn
Generalized Eulerian-Lagrangian description of Navier-Stokes and resistive MHD dynamics
导出了描述Navier-Stokes和MHD动力学的Weber-Clebsch势的新的广义运动方程。这些依赖于一个新的参数，它具有Navier-Stokes的时间维度和MHD的逆速度。进行了直接数值模拟。对于Navier-Stokes方程，广义形式主义捕捉到了Boratav、Pelz和Zabusky流的涡旋的强烈重联，与Ohkitani和Constantin先前的研究一致。对于MHD，新的形式主义是用来检测磁重联在几个流：三维Arnold，Beltrami和Childress（ABC）流和（2D和3D）Orszag-Tang涡。它的结论是，在磁拟能的强烈活动的时期与日益频繁的复位期间。最后，讨论了重联区的空间局部化与重联频率增加的尖锐性之间的正相关关系。
2008-04-23 physics.flu-dyn
Dufour and Soret effects on MHD flow of Williamson fluid over an infinite rotating disk with anisotropic slip
本文研究了Williamson流体在具有Soret、Dufour和各向异性滑移效应的无限大旋转圆盘上的MHD流动。各向异性滑移和Soret和Dufour效应是本研究的主要特征，它们对流动、传热和传质性质有很大影响。在运动流体中同时出现热质传递时，由温度梯度产生的质量通量称为热扩散或Soret效应，由成分梯度产生的能通量称为扩散热效应或Dufour效应，而流向和展向滑移长度的差异称为各向异性滑移。利用vonKármán相似变换，将控制流动、传热和传质特性的非线性偏微分方程组转化为常微分方程组。用MATLAB程序bvp4c对复杂常微分方程进行了数值求解。通过图形和表格的形式给出了速度、温度、浓度和一些物理量的计算结果，并进行了物理讨论。
2016-10-25 physics.flu-dyn
Combined effects of thermal radiation and Hall current on MHD free-convective flow and mass transfer over a stretching sheet with variable viscosity
分析了热辐射和霍尔电流对变粘度拉伸薄板上磁流体自由对流流动和传质的影响。流体粘度被假定为温度的反线性函数。通过相似变换，将控制流动问题的边界层方程化为一个非线性常微分方程组。用有限差分法求解了变换常微分方程的数值解，并以图形形式给出了所得结果。为了检验计算结果的准确性，将计算结果与现有的科学文献进行了比较，发现结果非常吻合。
2010-08-01 physics.flu-dyn
Note on "Unsteady MHD flow due to non-coaxial rotations of a porous disk and a fluid at infinity", by T. Hayat et al., Acta Mech. 151, 127-134 (2001)
这篇被引用的文章有一个严重的缺陷。在其他作者的文章中可以找到补救办法。
2019-06-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Comment on Radiation effects on a certain MHD free convection flow, by A. Y. Ghaly and on Chebyshev finite difference method for the effects of chemical reaction, heat and mass transfer on laminar flow along a semi infinite horizontal plate with temperature dependent viscosity, by A.Y. Ghaly and M.A. Seddeek
在上述论文[Chaos，Solitons & Fractals，13（2002）1843-1850]中，作者处理了沿导电流体的竖直等温板的边界层流动。板位于恒定速度$u_\infty$、恒定温度$T_\infty$和恒定质量浓度$C_\infty$的垂直自由流中。板块垂直移动的速度是距离$x$（$u_w=cx$）的线性函数。具有恒定强度$B_0$的横向磁场被施加在流动上。对边界层方程进行了数值积分。然而，本文存在一个根本性的错误，所给出的结果没有任何实际价值。
2007-03-29 physics.flu-dyn
Exact Solutions for an MHD Generalized Burgers fluid: Stokes' Second Problem
本文给出了在横向磁场作用下不可压缩广义Burgers流体的磁流体动力学（MHD）问题的精确解析解。修正的达西定律已被考虑。通过积分变换，得到了速度场和切向应力的表达式，它是稳态解和瞬态解的和。此外，绘制了几个图形来研究各种新兴参数对速度场的影响。结果表明，在磁场作用下，流动速度和边界层厚度均显著减小。
2013-05-31 physics.flu-dyn
Numerical investigation of wake dynamics and heat transfer in MHD flows around confined triangular prisms
本文通过 OpenFOAM 三维数值模拟，研究低哈特曼数下受限三角棱柱绕流的尾流失稳模式与传热特性，揭示 $Ha$ 和 $Ri$ 对流动二维/三维性及传热性能的影响规律。
2025-07-19 physics.flu-dyn
Spectral Direct Numerical Simulations of low Rm MHD channel flows based on the least dissipative modes
本文提出了一种新的谱方法，用于对存在各向异性或极细边界层的流动进行直接数值模拟。平均的想法是利用这样的事实，即这种结构是耗散的，并且它们的存在应该减少流动的自由度的数量，矛盾的是，它们的精细分辨率在大多数当前方法中引起额外的计算成本。这种方法的原理是使用具有已经包括这些精细结构的元素的功能基础，以避免这些额外的成本。这导致我们开发一种算法来实现任意函数基的谱方法，特别是非正交的。我们构建了一个基本的实现该算法来模拟磁流体动力学（MHD）通道流与外部施加的，横向磁场，非常薄的边界层是已知的发展沿通道壁。在这种情况下，所寻求的功能基础可以建立的耗散算子，其中包括这些边界层的本征函数，它原来是非正交的。我们验证了这个新的计划对自由衰减的MHD湍流的数值模拟的基础上的有限体积代码，它被发现提供准确的结果。一个简单的例子证明了它的能力，以充分解决壁有界的湍流与一些模式接近所需的动力学。这为在非常高的磁场下全面模拟MHD湍流开辟了道路，直到现在，这种方法在计算上过于昂贵，因为与传统方法相比，所提出的方法的计算成本不依赖于磁场的强度。
2014-03-17 physics.flu-dyn
Bounds on the attractor dimension for low-R m wall-bound magnetohydrodynamic turbulence
本文通过对吸引子维数上界的估计，研究了稳态低$R_m$ MHD湍流。本文考虑了两平行壁面间的流动，外加垂直磁场。流动由其最大速度和磁场强度定义。给定相应的雷诺数和哈特曼数，我们推导出一个上限的吸引子的尺寸，并找出必须选择哪些模式来实现这一界限。Thier，比较了湍流的最小尺度和各向异性的大小的物理学估计。我们确定的边界分离不同的模式在空间中的无量纲参数，这让人想起三个重要的先前确定的过渡中观察到的真实流。第一个边界将经典的流体动力学模式集与各向异性呈"焦耳锥“形式的MHD模式集分开。第二个边界将3D MHD集与准2D MHD集区分开来。第三种方法将所有模式都具有相同的边界层厚度的集合和许多不同的"边界层模式“共存的集合分开。定义这些边界的无量纲的关系，然后进行比较，各向同性和各向异性的MHD湍流，3D和准2D MHD湍流之间的湍流和层流哈特曼层之间的过渡已知的prostitics。除了这种三维的方法，我们还确定了上限的尺寸强制湍流建模使用二维MHD方程，相关的准二维MHD制度。这种2D方法的优点是，虽然在三维上界是相当宽松的，但对于2D非线性项存在最佳上界。这使我们能够获得现实的吸引子尺寸准二维MHD流。
2020-06-06 physics.flu-dyn
Wave-driven dynamo action in spherical MHD systems
本文报道了对球体内机械强迫双涡流动的流体动力学和磁流体动力学数值研究。在中间制度之间的层流和发达国家的湍流的流体动力学不稳定性被发现产生内部波的特征m=2带状波数的模拟。结果表明，这种时间周期性的流作为一个发电机，虽然快照的流量以及平均流量不是发电机。磁场的增长率根据波频率表现出共振效应。在此基础上，提出了一种基于速度和磁场相对对准的周期性自毁自恢复发电机。这种现象解释的非正交本征态的磁感应方程的时间相关的线性算子的混合。这种机制的潜在相关性发电机实验进行了讨论。
2009-09-25 physics.flu-dyn
MHD Pulsatile Two-Phase Blood Flow Through a Stenosed Artery with Heat and Mass Transfer
本文研究了辐射和化学反应对狭窄动脉内两相脉动血流的传热传质影响。假设垂直动脉，其中沿动脉的径向方向施加磁场。将血液在核心区和血浆区视为牛顿流体，分析了狭窄动脉中血液的特性。已经找到了血液流动的速度、能量和浓度方程的精确解。为了理解血流的行为，针对不同的磁和辐射参数值描绘了速度分布、壁面剪切应力、流速、流动阻抗和浓度分布的图。为了验证我们的研究结果，已经提出了一个比较研究之间的单相和两相模型的血液流动，它是观察到，两相模型更准确地符合实验数据比单相模型。对于脉动流，压力梯度和流速之间的相位差已通过磁场参数和狭窄高度显示。绘制了10%、20%和30%动脉阻塞情况下的等值线图。
2018-07-26 physics.flu-dyn
Mathematical estimates for the attractor dimension in MHD turbulence
目前的工作的目的是得到严格的估计湍流MHD流量，如耗散尺度的大小和各向异性，以及2D和3D状态之间的过渡。为此，我们计算的吸引子尺寸的运动方程，这表明在充分发展的流中存在的模式的数量的上限。这种方法已经成功地用于推导作为耗散的$\mathcal L_\infty$范数的函数的二维和三维流体动力学湍流的这种估计，如在\cite{doering95}中。我们在这里解决的问题，在3个空间方向（空间周期$2πL$），其中施加一个永久磁场的流动周期。此外，耗散算子的详细研究提供了更多的指示的结构的流动。在第2节中，我们回顾了动力系统理论的工具，以及它们在三维流体动力学湍流的情况下所导致的结果。第三节是专门研究的一组模式，最大限度地减少与MHD湍流（粘性和焦耳）的总耗散的运营商的痕迹。最后，在第四节中，我们给出了强磁场下MHD湍流的吸引子维数和耗散尺度的估计，并与启发式计算结果进行了比较。
2020-06-07 physics.flu-dyn
Thermodynamics of MHD flows with axial symmetry
我们提出的战略的基础上极值化原则，在磁流体力学（MHD）的轴对称方程的情况下。在磁流体力学轴对称方程的约束下，利用最小能量原理研究了平衡形状。我们还提出了一种基于最大能量耗散原理的数值算法，以一致的方式计算平衡态。然后，我们发展了这种流动的统计力学，并恢复了相同的平衡态，给出了最小能量原理的理由。我们发现，波动服从高斯形状，我们之间的联系，在粗粒度尺度上的卡西米尔守恒和能量耗散的过程。
2004-07-05 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Direct numerical simulation of quasi-two-dimensional MHD turbulent shear flows
采用直接数值模拟（DNS）方法研究了圆柱形容器中导电流体的湍流剪切流动。通过在底壁处的大量小电极注入的径向电流（$I$）与轴向磁场之间的相互作用来驱动流动。所有的数值参数，包括容器的几何形状、总的注入电流和磁场，都与在J. Fluid Mech.456，137-159中进行的实验一致。首先，与层流哈特曼层，三维模拟恢复实验测量的量（全球角动量，速度分布）。壁面剪应力的变化规律、能谱和侧壁附近流动结构的显示突出了侧壁层内的分离和湍流。此外，流动的参数分析表明，Ekman再循环有显着的影响涡的大小，自由剪切层，和全球耗散。第二，我们恢复了截断尺度的标度律，该标度律将大的准二维尺度与小的三维尺度分开（J. Fluid Mech.118，507-518），从而建立了它们在剪切MHD湍流中的有效性。此外，我们还发现三分量性和三维性同时出现，二维截止频率和平均能量与速度尺度的轴向分量$N_t$相关联，分别为$0.063N_t^{0.37}$和$0.126 N_t^{-0.92}$ .
2021-02-02 physics.flu-dyn
Effects of background periodic flow on MHD fast wave propagation to a coronal loop
本文研究了磁流体快波通过非均匀定常流区进入圆柱日冕环的传播。背景流被假定为具有一个小的，空间周期性的结构，除了一个恒定的速度。重点研究了Alfvén共振对波能的吸收，并与常流情况进行了比较。一个新的流动（吸收）制度诱导的周期性流动结构，增强了吸收的反平行流和反向吸收（过反射）的平行流相对于轴向波矢量，这取决于过渡层和流动剖面。在某些流动组态中，出现了巨大的过反射和反常吸收行为。在其他流动状态下，其对吸收的影响是微弱的。
2022-12-02 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
The Ekman-Hartmann layer in MHD Taylor-Couette flow
本文研究了有限纵横比$H/D=10$下圆柱形MHD泰勒-库埃特流中刚性旋转平板引起的磁效应。假设圆柱体之间的流体为具有小磁普朗特数的液态金属，圆柱体是理想导电的，外加轴向磁场为$\Ha \approx 10$，旋转速率为$10^2-10^3$阶的$\Rey$。我们表明，端板引入，除了众所周知的埃克曼循环，类似的磁效应所产生的无限，旋转板，水平无界的任何墙壁。特别地，存在哈特曼电流，其穿透流体，转向径向方向，并且与所施加的磁场一起产生力。因此，该流动可以与由方位角压力梯度驱动的泰勒-迪恩流动进行比较。我们分析了这种流动的稳定性，并表明，由板引起的电流可以引起所考虑的参数的不稳定性。在设计MHD泰勒-库埃特实验时，必须特别注意垂直磁边界，使其不会显著改变旋转轮廓。
2007-10-30 astro-ph physics.flu-dyn
Symmetry breaking and universality of decaying MHD Taylor-Green flows
本文研究了衰减磁流体动力学（MHD）泰勒-格林流的演化和稳定性。所选择的流量已被证明会导致陡峭的总能量谱与幂律行为$k^{-2}$。我们研究了这种流动的对称性破缺的激发扰动的不同幅度。结果表明，对于任何有限振幅的扰动，都存在一个足够高的雷诺数，使得扰动在耗散率的峰值处增长到足够大，从而导致流动中的非线性反馈，并随后打破泰勒-格林对称性。特别是，我们表明，对称性破缺在大尺度上发生，如果扰动的幅度是$ρ_{crit} \sim Re^{-1}$和在小尺度上发生，如果$ρ_{crit} \sim Re^{-3/2}$。这种对称性破缺改变了能量谱在耗散率峰值处的标度律，使其远离$k^{-2}$标度律，而趋向于经典的$k^{-5/3}$和$k^{-3/2}$幂律。
2013-10-02 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Optimal homotopy perturbation method for nonlinear differential equations governing MHD Jeffery-Hamel flow with heat transfer problem
University Politehnica Timişoara（蒂米什瓦拉理工大学）
本文利用最优同伦摄动法求解非线性磁流体动力学杰弗里-哈梅尔流与传热问题，通过Navier-Stokes方程结合麦克斯韦电磁学和传热学推导出两个非线性常微分方程，并与数值结果和同伦摄动法结果对比验证
2015-07-10 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Spherically Symmetric Accretion Flows: Minimal Model with MHD Turbulence
第一个球形吸积模型是在55年前提出的，但这个理论还远没有完成。真实的吸积流被发现是随时间变化的湍流。本文提出了分别处理湍流的最小MHD球吸积模型。湍流的处理是基于对碰撞MHD的几种状态的模拟。冻结放大，耗散，发电机行动，各向同性，和恒定的磁螺旋度的影响是自洽包括在内。解除了均质和磁场各向同性的假设。正确的磁化流的动力学计算。扩散、对流和辐射都没有考虑在内。发现了两种不同类型的辐射低效吸积流：跨音速非旋转流（I），角动量向外有效输运的流（II）。非旋转流的吸积速率比邦迪速率小几倍，因为湍流会抑制吸积。具有角动量输运的流动的吸积速率比Bondi速率小约10-100倍。高度螺旋湍流，外磁化状态，和不同的状态方程的影响进行了讨论。流动被发现是对流稳定的平均，尽管气体熵增加向内。所提出的模型具有少量的自由参数和以下吸引人的性质。在非旋转磁化流的内部密度被发现是几倍低于密度在非磁化吸积。仍然需要几倍的低密度来解释观测到的低红外光度和低法拉第旋转测量到Sgr A* 上的吸积。
2008-03-27 astro-ph physics.flu-dyn
Leveling of MHD turbulence imbalance in shear flows
Abastumani Astrophysical Observatory（阿巴斯图马尼天体物理观测站）；Department of Physics, Faculty of Exact and Natural Sciences, Tbilisi State University（第比利斯国立大学精确与自然科学学院物理系）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；M. Nodia Institute of Geophysics（M.诺迪亚地球物理研究所）
本研究通过线性非模态动力学揭示了鞘流中MHD湍流不平衡的平衡机制，为理解太阳风中的湍流平衡提供了新视角。
2026-09-07 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Instabilities of MHD flows driven by traveling magnetic fields
数值研究了在端盖处外加行波磁场的情况下，导电流体的流动。在足够大的磁雷诺数，该系统经历了一个过渡，从同步的行磁场失速流，类似于观察到的电磁泵。一种新型的边界层被确定为这样的电磁驱动的流，可以被理解为哈特曼和Shercliff层的组合所产生的时空变化的磁场施加在边界处。能量收支计算表明，能量耗散主要发生在这些边界层，我们观察到，欧姆耗散Db总是克服粘性耗散Dv，这表明存在一个上限的电磁泵的效率。最后，我们表明，不稳定的流动发生时，两个耗散几乎相等。
2018-06-26 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Decay of isotropic flow and anisotropic flow with rotation or magnetic field or both in a weakly nonlinear regime
我们数值研究各向同性，旋转，磁流体动力学（MHD），和旋转MHD流在一个周期性的盒子里的衰减。用箱尺寸和初始速度定义的雷诺数$Re$是$100$，在该雷诺数下，流动处于弱非线性状态，即，不是层流，而是远离完全湍流状态。各向同性流的衰减分为两个阶段，第一阶段为小尺度的发展，第二阶段为粘性耗散。在快速旋转流动中，快速旋转诱发惯性波，形成大尺度结构，抑制第一阶段的发展，延缓流动衰减。在MHD流动中，外加磁场也会引起大尺度结构，但由于能量从流动转化为磁场，在第一阶段会促进流动的衰减。磁雷诺数$Rm$对MHD流的动力学很重要，即高的$Rm$诱导阿尔文波，而低的$Rm$不能。在旋转的MHD流中，较慢的旋转倾向于将更多的动能转化为磁能。旋转轴和磁轴之间的取向对于旋转MHD流的动力学是重要的，即当两个轴不平行时比当它们平行时能量转换更有效并且感应更强的波。
2016-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Canonical description of ideal magnetohydrodynamic flows and integrals of motion
在变分原理的框架内，给出了描述一般类型（即，具有空间变化的熵和所有拓扑不变量的非零值）。相应的完全速度表示使我们不仅可以用单值函数来描述一般类型的流动，而且可以解决运动的MHD积分“丢失”的有趣问题。迄今为止已知的MHD局部不变量和运动积分的集合似乎是不完整的：对于消失的磁场，它不减少到传统的流体动力学不变量的集合。如果说涡度和螺旋度的MHD类似物在前面已经讨论过了，那么Ertel不变量的类似物至今还不为人所知。研究发现，在引入新不变量的基础上，可以构造出一组广泛的高阶不变量。新的不变量是相关的更深入地了解作为一个整体的MHD流的拓扑结构的问题和检查的稳定性问题。所提出的方法的另一个优点是，它使人们能够处理不连续的流，包括所有类型的可能的休息。
2004-06-14 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Global Well-Posedness of a 3D MHD Model in Porous Media
本文研究了多孔介质中三维磁流体动力学（MHD）模型解的整体适定性。与经典的MHD方程相比，由于多孔介质中流动的“Brinkman-Forcheimer-extended-Darcy”定律，我们的系统在动量方程中包含了非线性阻尼项。
2018-06-06 math.AP physics.flu-dyn
MHD Flow Regimes in Annular Channel
本文给出了一种方法和两个结果，使人们对横向磁场作用下环形通道内磁流体层流流动有了更全面的认识。在此基础上，基于谱方法和微扰展开，提出了一种计算量小的半解析算法。利用快速计算的优点，对Hartmann数$M$、雷诺数$Re$和截面比$η$几乎连续变化的稠密情况进行了计算，以探索前人研究中遗漏的流动形态。根据无惯性区的结果，建立了$η$ - $M$空间的平均速度图和电流耦合定界。七个唯象的流动模式和他们的分析方法。根据惯性区的结果，我们研究了主流的惯性扰动随哈特曼数的增加而降低数量级的规律。所提出的半解析解与Baylis & Hunt的$Re^2/M^{4}$抑制理论（J. Fluid Mech.，第43卷，1971年，第43页。423-428）在$M<40$的情况下。当$M>40$时，二次流的梯形涡对开始破裂，因此惯性扰动下降得更快，如$Re^2/M^{5}$，这是一种新的抑制理论。当$M>80$时，异常反向涡旋在Shercliff层附近充分发展，导致$Re^2/M^{2.5}$的较慢抑制模式，这证实了Tabeling & Chelvrie的预测（J. Fluid Mech.，第103卷，1981年，第103页。225-239）。
2021-09-22 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Numerical modelling of imposed magnetohydrodynamic effects in hypersonic flows
在高焓高超音速流中形成的弱电离等离子体可以通过施加磁场进行主动操纵--这一概念称为磁流体动力学（MHD）流控。在表现出多重冲击相互作用的流动中，施加的MHD效应对于新兴的航空航天技术是重要的：包括通过磁致动的空气动力学控制。然而，由于特征形成的敏感性和弱电离、导电的空气等离子体的真实气体建模，这种流动类型的数值建模仍然具有挑战性。在这项工作中，数值模拟能力已经开发的MHD影响的研究，高超音速流动，围绕二维轴对称非简单的几何形状。经过验证的数值方法，结合先进的19种气体状态方程的空气等离子体，实现了定量之间的协议的模拟和实验的马赫数5.6双锥几何形状与施加磁场。对不同的锥面角和不同的磁场位形进行了数值研究。本文演示了如何，高超声速流与复杂的激波相互作用，MHD影响的流动不仅在激波位置方面的增强，但可能会表现出拓扑结构的基本流结构的适应。介绍了一种紧急流拓扑的分类系统。应用数值研究考察了磁场配置影响MHD增强激波结构的机制，导致：（1）MHD增强效应的大小差异，（2）流动拓扑结构的结构适应。最关键的是，类的条件确定产生的磁相互作用的影响和广义的机械控制面之间的拓扑等价。
2022-07-20 physics.app-ph physics.comp-ph physics.flu-dyn
Novel self-similar rotating solutions of non-ideal transverse magnetohydrodynamics
在超相对论横向磁流体力学（MHD）框架下研究了非理想流体中电磁场和热力学场的演化，其本质特征是电场和磁场横向于流体速度。将相对论流体动力学的自相似解方法推广到非守恒电荷情形，求解了非理想横向磁流体动力学微分方程，得到了两组新的自相似解。第一组原来是一个升压不变的和精确的解决方案，其特征在于非旋转的电场和磁场。第二组是一个非升压不变的解决方案，其特征在于旋转的电场和磁场。旋转随着增加的速度$η$而发生，因为角速度由$ω_{0}\equiv\frac{\partialζ}{\partialη}=\frac{\partialϕ}{\partialη}$定义，其中$ζ$和$ϕ$是电矢量和磁矢量相对于流体的局部静止坐标系中的某个轴的角度。对于这两组解，电场和磁场彼此平行或反平行。执行一个完整的数值分析，有限的电导率，以及电和磁的磁化率的介质上的旋转和非旋转MHD解决方案的演变的影响进行了探索，和角速度$ω_{0}$和这些量之间的相互作用进行了仔细检查。电磁场的寿命和电磁化流体的温度的演变示出受$ω_{0}$。
2017-04-27 gr-qc nucl-th physics.flu-dyn
Prandtl--Batchelor and flux-expulsion selection for steady MHD flows in a disk
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Fudan University（复旦大学）；Guangxi University（广西大学）
该研究针对圆盘内稳态不可压缩MHD流动，在特定条件下构造收敛解，实现了普朗特-巴彻勒选择与通量驱逐的完全耦合，还通过论证解释了单涡族的核心结构。
2026-08-07 math.AP physics.flu-dyn
Conservative regularization of compressible flow and ideal magnetohydrodynamics
理想系统如MHD和欧拉流可能发展出涡量奇点（w =旋度v）。粘度和电阻率是耗散正则化。我们提出了一个最小的，局部的，保守的，非线性的，分散的可压缩流和理想的MHD正则化，在类比的KdV正则化的一维霍普夫方程。这项工作显着扩展了不可压缩欧拉和理想MHD的早期工作。它涉及到一个与密度ρ的平方根成反比的截止λ，这类似于一个位置相关的平均自由程。正则化的“twirl”项是- lambda w x curl w。这一项在有涡量的高速流动中可能是重要的，并在克努森数动力学方程的展开中出现。在理想磁流体力学中，旋度项的磁类比-（B ×旋度B）/（ρ μ_0），作为洛伦兹力出现。我们的正则化保留了理想系统的对称性，并与适当的边界条件，意味着相关的守恒律。能量和拟能服从于由初始数据确定的先验界限。一个哈密顿和泊松括号制定和用于推广的本构关系，有界高阶矩的w和旋度w。一个'漩涡'的速度场被证明运输w/rho和B/rho，推广开尔文-亥姆霍兹和阿尔文定理。定常正则化方程用于模拟旋转涡，MHD箍缩，平面涡面，通道流，平面流和传播的球形和圆柱形涡;解决方案比相应的欧拉更规则。所提出的正则化可以方便地模拟流体/MHD方程，并提供了一致的统计力学的涡/电流丝在3D中，而不会爆破拟能。流体和等离子体系统的详细分析的影响进行了讨论。
2016-11-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Self-consistent stationary MHD shear flows in the solar atmosphere as electric field generators
日冕结构中的磁场和流动，例如耀斑中的渐变阶段，可以用二维和三维磁流体静力学（MHS）和稳态磁流体动力学（MHD）平衡来描述。在一个物理上简化但精确的数学模型中，我们研究了由剪切流产生的电流和相应的电场。从精确的解析计算的磁位场出发，自洽地求解了非线性MHD方程。通过施加一个磁剪切流，并假设一个非理想的MHD环境，我们计算了一个电场由法拉第定律。电磁场的正式解决方案使我们能够计算类似于无碰撞Speiser电阻率的有效电阻率的表达式。我们发现，电场可以是高度空间结构化的，或者换句话说，是空间结构化的。平行于磁场的电场分量是主导分量，并且在电阻率具有最大值的地方是高的。电场是一个势场，因此，粒子的最高能量增益可以直接从相应的电压导出。在我们的例子中，日冕后耀斑的情况下，我们得到的电子能量为几十千电子伏，这是在同一数量级的观测发现。这种能量是粒子加热和加速的来源。
2014-07-11 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Vector potential-based MHD solver for non-periodic flows using Fourier continuation expansions
提出了一种求解非周期边界导电流体中电磁场和速度场随时间演化的高阶方法。与基于FFT的快速伪谱方法相比，该方法具有较小的开销。它使用磁矢量位公式精确地执行零发散的磁场，并允许不同的边界条件，包括完美的导电墙或真空环境，两种情况下相关的许多天体物理，地球物理和工业流程。一个频谱傅里叶延拓方法是用来准确地表示所有领域及其空间导数，也允许有效的解决方案的泊松方程与不同的边界。研究了不同雷诺数和哈特曼数下的传导流，以及不同的边界条件，研究了该方法的收敛性和螺线管和边界条件的精度。
2022-02-02 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Plane one-dimensional MHD flows: symmetries and conservation laws
本文在质量拉格朗日坐标系下研究了磁流体动力学中的平面一维流动。无粘，热非传导介质是由多变的气体模拟。方程的对称性和守恒定律进行检查。对于有限电导率的情况，我们建立了李群分类，即我们描述了电导率$ σ( ρ, p)$的所有情况下，有对称扩展。用直接计算的方法导出守恒律。对于无限电导率的情况，方程可以在拉格朗日坐标下变成变分形式。李群分类执行的熵函数作为任意元素。利用变分结构，我们采用Noether定理获得守恒律。在物理变量中也给出了守恒律。
2021-10-25 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Wavelet transforms and their applications to MHD and plasma turbulence: a review
介绍了小波分析和压缩工具在磁流体力学和等离子体湍流研究中的不同应用。本文介绍了连续小波变换和正交小波变换，详细介绍了几种基于小波系数的统计诊断方法。然后，我们展示了如何提取相干结构的充分发展的湍流使用基于小波去噪。最后介绍了几种基于小波的多尺度数值模拟方法。给出了分析、压缩和计算一、二、三维湍流磁流体或等离子体流的几个例子。
2015-08-23 nlin.AO physics.comp-ph physics.data-an
Analytic toroidal 3D MHD equilibria and steady Euler flows with invariant surfaces
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文提出非轴对称环形磁流体动力学平衡的显式解析解族，具有嵌套磁通面，作为Grad猜想的反例，可用于验证数值代码。
2026-09-29 math.AP physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Chaotic advection in a steady three-dimensional MHD flow
本文研究了立方腔内由洛伦兹力驱动的弱导电流体三维稳态流动，通过叠加不同环流单元并结合Poincaré截面等方法分析，发现流动叠加能产生混沌流线从而实现高效混合。
2025-11-03 nlin.CD physics.comp-ph physics.flu-dyn
Invariant Finite-Difference Schemes for Cylindrical One-Dimensional MHD Flows with Conservation Laws Preservation
本文基于柱坐标一维磁流体力学方程的群分类，从经典完全守恒格式出发，构造了保持对称性与守恒定律的有限差分格式，并在有限和无限电导率下推导出多种新格式。
2023-05-21 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
An analytical study of the MHD clamshell instability on a sphere
本文用解析方法研究了球上二维磁流体动力学（MHD）系统的不稳定性。下伏流由纬向差异旋转和环形磁场组成。半圆规则，规定可能的域中的波的速度在复杂的平面一般的流量和字段配置文件的推导。然后，该论文阐述了对“蛤壳不稳定性”的分析研究，该不稳定性的特征是两个半球上的场线向相反的方向倾斜（Cally 2001，Sol.《物理学》第199卷，第199页。231- 249）。本文用匹配渐近展开法，导出了纬向流弱剪切极限下的不稳定问题的渐近解。结果表明，当纬向流为固体旋转时，存在一个使磁场线倾斜的中性模，称为“倾斜模”。纬向流的弱切变激发了倾斜模的临界层，使倾斜模的倾斜方向反转，形成蛤壳型，从而引起不稳定性。渐近解提供了一系列的流量和字段配置文件的不稳定性的属性的见解。一个显著的特点是，磁场影响的不稳定性，只有通过其在临界层的局部行为。
2022-09-15 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
MHD-Drift Equations: from Langmuir circulations to MHD-dynamo?
我们导出了一般振荡流的平均MHD方程的封闭系统，这些振荡流在主近似下是纯振荡的。我们使用的数学方法，结合了两个定时方法和概念的区别限制。利用双折射器的特性简化计算。与涡旋发电机（或朗缪尔环流）的直接联系已被证明，并已制定的MHD发电机的猜想。
2011-09-15 astro-ph.EP math-ph math.MP
