Hall电流对竖直可渗透平板MHD自然对流的影响分析

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"这篇2011年的论文探讨了Hall电流对竖直可渗透平板上MHD(磁流体动力学)自然对流的影响。在存在横向磁场的条件下,研究中假设感应磁场的影响微不足道。平板表面具有均匀的热通量。作者采用了自由变量公式化(FVF)和流函数公式化(SFF)方法,简化了边界层方程。通过FVF处理的抛物型方程使用简化的有限差分法进行数值解,而通过SFF得到的非相似方程则用局部非相似法求解。局部蒸发系数ζ的不同范围分别用不同的数值方法处理,包括在ζ值较大或较小时采用正规摄动法。论文重点分析了低Prandtl数(Pr=0.005, 0.01, 0.05)情况下,磁场参数M和Hall参数m对局部表面摩擦因数及局部Nusselt数的影响,并展示了流体的速度和温度分布。关键词包括MHD自然对流、Hall电流、可渗透平板和热通量。" 这篇论文深入研究了在磁流体动力学环境下,Hall电流如何改变垂直可渗透表面上的自然对流现象。自然对流是由温度梯度引起的流体流动,而在这种特定的场景中,平板的热通量是均匀的。研究中,作者引入了两个关键参数:磁场参数M,它代表磁场的强度,以及Hall参数m,这与载流子的漂移速度有关。通过对局部蒸发系数ζ的分析,研究者能够揭示不同条件下流体流动和传热行为的变化。 对于低Prandtl数的情况,Prandtl数是流体的热扩散性和惯性的相对度量,其值小表明热扩散比动量扩散快。论文中,Pr值取0.005, 0.01, 0.05,这是为了研究在流体具有较差热扩散能力时,磁场和Hall电流如何影响对流和传热。局部表面摩擦因数和局部Nusselt数是评估边界层摩擦和传热效率的关键指标,它们随磁场参数M和Hall参数m的变化提供了对流体动力学特性和热交换的深刻理解。 数值方法的应用,如有限差分法和局部非相似法,允许研究者精确地模拟和解析复杂物理过程。通过数值模拟,论文展示了不同ζ值下的流体速度和温度分布,这些结果有助于我们直观地了解Hall电流如何改变流体流动模式和热量传输。 这篇论文对理解和预测在有磁场和Hall电流影响下的可渗透表面自然对流提供了有价值的理论基础和计算工具,这对于热管理、材料科学、空间物理学以及其他涉及磁流体动力学的领域具有重要意义。