王松伟
,
王晓东
,
倪明玖
,
张新德
,
王增辉
,
那贤昭
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00690
研究了永磁体螺旋磁场作旋转运动,驱动金属液所产生的三维流动行为.采用超声波Doppler测速仪,对金属液的流速进行了定量测量分析.通过周期性改变螺旋磁场的旋转方向,完全实现了频域模式变化的螺旋磁场.研究了不同模式参数下,金属液在圆柱形容器内周向和轴向流动速度的变化情况.结果表明:本实验条件下金属液的周向流动,随着磁场的周期性换向也出现周期性的往返流动,周向流速的幅值在模式周期Tm大于40 s后达饱和.轴向流动是螺旋磁场的移动分量引发的轴向环流和旋转分量驱动的二次流共同作用的结果.模式磁场作用下轴向流动存在最佳模式周期Tm*.当模式周期小于Tm*时,轴向流动出现了周期性的往返流；大于Tm*时,二次流开始形成并逐渐成为主要的流动形态.
关键词:
金属液
,
永磁体
,
螺旋磁场
,
速度场
,
螺旋流
张新德
,
王晓东
,
那贤昭
,
王松伟
,
倪明玖
稀有金属材料与工程
采用小块单元永磁体堆积的方式搭建了永磁螺旋磁场,并研究了其所驱动的金属液流动模式.首先,通过实验测量和数值模拟的方法分析了螺旋磁场的空间分布特点:螺旋磁场可视为由旋转磁场和行波磁场在空间上叠加而成;其次,实验测量和数值模拟的结果表明:理想螺旋磁体与采用单元永磁体堆积所形成的实际磁场的分布与强度较一致;最后,采用超声多普勒测速仪(UDV)对永磁螺旋磁场所驱动的金属液流进行了定量的速度测量研究,发现永磁螺旋磁场在一定参数条件下能驱动全域的螺旋流.
关键词:
螺旋磁场
,
永磁体
,
数值模拟
