Abstract
Magnetohydrodynamic flows in a U-bend and right-angle bend are considered with reference to the radial-toroidal-radial concept of a self-cooled liquid-metal blanket. The ducts composing bends have rectangular cross-section. The applied magnetic field is aligned with the toroidal duct and perpendicular to the radial ones. At high Hartmann number the flow region is divided into cores and boundary layers of different types. The magnetohydrodynamic equations are reduced to a system of partial differential equations governing wall electric potentials and the core pressure. The system is solved numerically by two different methods. The first method is iterative with iteration between wall potential and the core pressure. The second method is a general one for the solution of the core flow equations in curvilinear coordinates generated by channel geometry and magnetic field orientation. Results obtained are in good agreement. They show, that the 3D-pressure drop of MHD flows in a U-bend is not a critical issue for blanket applications. (orig./HP) [Deutsch] Untersucht werden magnetohydrodynamische Stroemungen in einer U-Umlenkung und in einer rechtwinkligen Umleknung, als Elemente eines selbstgekuehlten radial-toroidal-radialen Fluessigmetell-Blankets. Das angelegte Magnetfeld zeigt in Richtung des toroidalen Kanals und steht senkrecht zur radialen Richtung. Fuer grosse Hartmann-Zahlen teilt sich das Stroemungsgebiet in Kernstroemungsbereiche
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Molokov, S, and Buehler, L.
Numerical simulation of liquid-metal-flows in radial-toroidal-radial bends.
Germany: N. p.,
1993.
Web.
Molokov, S, & Buehler, L.
Numerical simulation of liquid-metal-flows in radial-toroidal-radial bends.
Germany.
Molokov, S, and Buehler, L.
1993.
"Numerical simulation of liquid-metal-flows in radial-toroidal-radial bends."
Germany.
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title = {Numerical simulation of liquid-metal-flows in radial-toroidal-radial bends}
author = {Molokov, S, and Buehler, L}
abstractNote = {Magnetohydrodynamic flows in a U-bend and right-angle bend are considered with reference to the radial-toroidal-radial concept of a self-cooled liquid-metal blanket. The ducts composing bends have rectangular cross-section. The applied magnetic field is aligned with the toroidal duct and perpendicular to the radial ones. At high Hartmann number the flow region is divided into cores and boundary layers of different types. The magnetohydrodynamic equations are reduced to a system of partial differential equations governing wall electric potentials and the core pressure. The system is solved numerically by two different methods. The first method is iterative with iteration between wall potential and the core pressure. The second method is a general one for the solution of the core flow equations in curvilinear coordinates generated by channel geometry and magnetic field orientation. Results obtained are in good agreement. They show, that the 3D-pressure drop of MHD flows in a U-bend is not a critical issue for blanket applications. (orig./HP) [Deutsch] Untersucht werden magnetohydrodynamische Stroemungen in einer U-Umlenkung und in einer rechtwinkligen Umleknung, als Elemente eines selbstgekuehlten radial-toroidal-radialen Fluessigmetell-Blankets. Das angelegte Magnetfeld zeigt in Richtung des toroidalen Kanals und steht senkrecht zur radialen Richtung. Fuer grosse Hartmann-Zahlen teilt sich das Stroemungsgebiet in Kernstroemungsbereiche (Cores) und in Grenzschichten. Die magnetohydrodynamischen Gleichungen lassen sich zu einem System von partiellen Differentialgleichungen zur Bestimmung des elektrischen Potentials der Kanalwand und des Core-Drucks vereinfachen. Dieses System wird mit zwei verschiedenen Verfahren numerisch geloest. Bei der ersten Methode handelt es sich um ein iteratives Verfahren mit Iterationen zwischen den Werten des Wandpotentials und des Core-Drucks. Das zweite Verfahren ist ein allgemeines Verfahren zur Loesung der Kernstroemungsgleichungen in gekruemmten Koordinaten, die durch die Kanalgeometrie und durch die Orientierung des Magnetfeldes vorgegeben werden. Die Ergebnisse mit beiden Methoden stimmen gut ueberein. Sie zeigen, dass 3D-Druckverluste von MHD Stroemungen in einer U-Umlenkung fuer Blanket-Anwendungen unkritisch sind. (orig./HP)}
place = {Germany}
year = {1993}
month = {Sep}
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title = {Numerical simulation of liquid-metal-flows in radial-toroidal-radial bends}
author = {Molokov, S, and Buehler, L}
abstractNote = {Magnetohydrodynamic flows in a U-bend and right-angle bend are considered with reference to the radial-toroidal-radial concept of a self-cooled liquid-metal blanket. The ducts composing bends have rectangular cross-section. The applied magnetic field is aligned with the toroidal duct and perpendicular to the radial ones. At high Hartmann number the flow region is divided into cores and boundary layers of different types. The magnetohydrodynamic equations are reduced to a system of partial differential equations governing wall electric potentials and the core pressure. The system is solved numerically by two different methods. The first method is iterative with iteration between wall potential and the core pressure. The second method is a general one for the solution of the core flow equations in curvilinear coordinates generated by channel geometry and magnetic field orientation. Results obtained are in good agreement. They show, that the 3D-pressure drop of MHD flows in a U-bend is not a critical issue for blanket applications. (orig./HP) [Deutsch] Untersucht werden magnetohydrodynamische Stroemungen in einer U-Umlenkung und in einer rechtwinkligen Umleknung, als Elemente eines selbstgekuehlten radial-toroidal-radialen Fluessigmetell-Blankets. Das angelegte Magnetfeld zeigt in Richtung des toroidalen Kanals und steht senkrecht zur radialen Richtung. Fuer grosse Hartmann-Zahlen teilt sich das Stroemungsgebiet in Kernstroemungsbereiche (Cores) und in Grenzschichten. Die magnetohydrodynamischen Gleichungen lassen sich zu einem System von partiellen Differentialgleichungen zur Bestimmung des elektrischen Potentials der Kanalwand und des Core-Drucks vereinfachen. Dieses System wird mit zwei verschiedenen Verfahren numerisch geloest. Bei der ersten Methode handelt es sich um ein iteratives Verfahren mit Iterationen zwischen den Werten des Wandpotentials und des Core-Drucks. Das zweite Verfahren ist ein allgemeines Verfahren zur Loesung der Kernstroemungsgleichungen in gekruemmten Koordinaten, die durch die Kanalgeometrie und durch die Orientierung des Magnetfeldes vorgegeben werden. Die Ergebnisse mit beiden Methoden stimmen gut ueberein. Sie zeigen, dass 3D-Druckverluste von MHD Stroemungen in einer U-Umlenkung fuer Blanket-Anwendungen unkritisch sind. (orig./HP)}
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