Manyetohidrodinamik - Magnetohydrodynamics

Manyetohidrodinamik ( MHD , aynı zamanda manyetik akışkan dinamiği veya hidro-manyetik ) manyetik özellikleri ve davranış çalışmadır elektriksel olarak iletken sıvılar . Bu tür magnetoakışkanların örnekleri arasında plazmalar , sıvı metaller , tuzlu su ve elektrolitler bulunur . "Manyetohidrodinamik" kelimesi, manyeto anlamına gelen manyetik alan , hidro anlamına gelen su ve hareket anlamına gelen dinamikten türetilmiştir. MHD alanı, 1970 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü aldığı Hannes Alfvén tarafından başlatıldı .

MHD'nin arkasındaki temel kavram, manyetik alanların hareketli bir iletken sıvıda akımları indükleyebilmesidir , bu da sıvıyı polarize eder ve manyetik alanın kendisini karşılıklı olarak değiştirir. MHD açıklayan denklem kümesi bir birleşimidir Navier-Stokes denklemlerinin bir akışkan dinamiği ve Maxwell denklemlerinin bir elektro-manyetizma . Bu diferansiyel denklemler hem analitik hem de sayısal olarak aynı anda çözülmelidir .

Tarih

Manyetohidrodinamik kelimesinin ilk kaydedilen kullanımı 1942'de Hannes Alfvén tarafından yapılmıştır :

Sonunda, teori için temel olan Güneş'ten gezegenlere momentum aktarımı hakkında bazı açıklamalar yapıldı (§11). Manyetohidrodinamik dalgaların bu açıdan önemine dikkat çekilmiştir.

Londra'nın Waterloo Köprüsü'nün yanından akan tuzlu su , iki nehir kıyısı arasında potansiyel bir fark yaratmak için Dünya'nın manyetik alanıyla etkileşime giriyor . Michael Faraday bu etkiyi "manyeto-elektrik indüksiyon" olarak adlandırdı ve bu deneyi 1832'de denedi, ancak akım o sırada ekipmanla ölçülemeyecek kadar küçüktü ve nehir yatağı sinyalin kısa devre yapmasına katkıda bulundu. Bununla birlikte, benzer bir işlemle, İngiliz Kanalı'ndaki gelgit tarafından indüklenen voltaj 1851'de ölçülmüştür.

Faraday, bu çalışmada hidrodinamik terimini dikkatlice çıkardı.

İdeal ve dirençli MHD

MHD'nin en basit biçimi olan İdeal MHD, akışkanın mükemmel bir iletken olarak ele alınabilecek kadar az özdirence sahip olduğunu varsayar . Bu sonsuz manyetik Reynolds sayısının sınırıdır . İdeal MHD'de Lenz yasası , akışkanın bir anlamda manyetik alan çizgilerine bağlı olduğunu belirtir . Açıklamak gerekirse, ideal MHD'de, bir alan çizgisini çevreleyen küçük, ip benzeri bir sıvı hacmi, sistemdeki sıvı akışları tarafından bükülse ve bozulsa bile, bir manyetik alan çizgisi boyunca uzanmaya devam edecektir. Bu bazen manyetik alan çizgilerinin sıvı içinde "donmuş" olması olarak adlandırılır. İdeal MHD'de manyetik alan çizgileri ve sıvı arasındaki bağlantı , sıvıdaki manyetik alanın topolojisini sabitler - örneğin, bir dizi manyetik alan çizgisi bir düğüme bağlanırsa, sıvı/plazma olduğu sürece kalırlar. ihmal edilebilir bir dirence sahiptir. Manyetik alan çizgilerinin yeniden bağlanmasındaki bu zorluk, akışkanı veya manyetik alan kaynağını hareket ettirerek enerji depolamayı mümkün kılar. İdeal MHD koşulları bozulursa, enerji kullanılabilir hale gelebilir ve depolanan enerjiyi manyetik alandan serbest bırakan manyetik yeniden bağlantıya izin verir .

İdeal MHD denklemleri

İdeal MHD denklemleri, süreklilik denklemi , Cauchy momentum denklemi , yer değiştirme akımını ihmal eden Ampere Yasası ve bir sıcaklık değişim denkleminden oluşur . Kinetik sisteme yönelik herhangi bir akışkan tanımında olduğu gibi, parçacık dağılım denkleminin en yüksek momentine bir kapatma yaklaşımı uygulanmalıdır. Bu genellikle, bir adyabatiklik veya izotermallik koşulu yoluyla ısı akışına yaklaşımlarla gerçekleştirilir .

Elektriksel olarak iletken sıvıyı karakterize eden ana nicelikler, yığın plazma hız alanı v , akım yoğunluğu J , kütle yoğunluğu ρ ve plazma basıncıdır p . Plazmadaki akan elektrik yükü, B manyetik alanının ve E elektrik alanının kaynağıdır . Tüm miktarlar genellikle t zamanı ile değişir . Vektör operatör gösterimde, özellikle kullanılacak ∇ olan gradyan , ∇ ⋅ olan diverjans ve ∇ x isimli kıvırmak .

Kütle süreklilik denklemi olan

${\displaystyle {\frac {\partial \rho }{\partial t}}+\nabla \cdot \left(\rho \mathbf {v} \sağ)=0.}$

Cauchy momentum denklemi olan

${\displaystyle \rho \left({\frac {\partial }{\partial t}}+\mathbf {v} \cdot \nabla \sağ)\mathbf {v} =\mathbf {J} \times \mathbf { B} -\nabla s.}$

Lorentz kuvveti terimi J × B kullanılarak genişletilebilir Amper yasası ve vektör analizi kimlik

${\displaystyle {\tfrac {1}{2}}\nabla (\mathbf {B} \cdot \mathbf {B} )=(\mathbf {B} \cdot \nabla )\mathbf {B} +\mathbf { B} \times (\nabla \times \mathbf {B} )}$

vermek

${\displaystyle \mathbf {J} \times \mathbf {B} ={\frac {\left(\mathbf {B} \cdot \nabla \sağ)\mathbf {B} }{\mu _{0}}} -\nabla \sol({\frac {B^{2}}{2\mu _{0}}}\sağ),}$

burada sağ taraftaki ilk terim manyetik gerilim kuvveti ve ikinci terim manyetik basınç kuvvetidir.

Bir plazma için ideal Ohm yasası şu şekilde verilir:

${\displaystyle \mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} =0.}$

Faraday yasası

${\displaystyle {\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}=-\nabla \times \mathbf {E} .}$

Düşük frekanslı Ampère yasası, yer değiştirme akımını ihmal eder ve şu şekilde verilir:

${\displaystyle \mu _{0}\mathbf {J} =\nabla \times \mathbf {B}.}$

Manyetik sapma kısıtlaması

${\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {B} =0.}$

Enerji denklemi şu şekilde verilir:

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} t}}\left({\frac {p}{\rho ^{\gamma }}}}\sağ)=0,}$

nerede y = 5/3adyabatik bir hal denklemi için özgül ısıların oranıdır . Bu enerji denklemi, bir akışkan elemanının entropisinin değişmediğini varsaydığından, yalnızca şokların veya ısı iletiminin olmadığı durumlarda uygulanabilir.

İdeal MHD'nin plazmalara uygulanabilirliği

İdeal MHD yalnızca şu durumlarda kesin olarak uygulanabilir:

1. Plazma güçlü bir şekilde çarpışmalıdır, bu nedenle çarpışmaların zaman ölçeği sistemdeki diğer karakteristik zamanlardan daha kısadır ve bu nedenle parçacık dağılımları Maxwellian'a yakındır .
2. Bu çarpışmalardan kaynaklanan özdirenç küçüktür. Özellikle, sistemde bulunan herhangi bir ölçek uzunluğu üzerindeki tipik manyetik difüzyon süreleri, ilgili herhangi bir zaman ölçeğinden daha uzun olmalıdır.
3. Uzunluğa olan ilgi, iyon kabuğu derinliğinden ve alana dik Larmor yarıçapından çok daha uzundur, alan boyunca Landau sönümlemesini yok saymaya yetecek kadar uzundur ve zaman, iyon dönme süresinden çok daha uzun ölçeklenir (sistem düzgündür ve yavaş gelişir).

Direncin önemi

Kusurlu olarak iletken bir sıvıda, manyetik alan , plazmanın özdirencinin bir difüzyon sabiti olarak hizmet ettiği bir difüzyon yasasını izleyerek genellikle sıvı içinde hareket edebilir . Bu, ideal MHD denklemlerinin çözümlerinin, difüzyon göz ardı edilemeyecek kadar önemli hale gelmeden önce, belirli bir büyüklükteki bir bölge için yalnızca sınırlı bir süre için geçerli olduğu anlamına gelir. Güneşin aktif bir bölgesi boyunca (çarpışma direncinden) yayılma süresinin, bir güneş lekesinin gerçek ömründen çok daha uzun, yüzlerce ila binlerce yıl arasında olduğu tahmin edilebilir - bu nedenle özdirenci göz ardı etmek mantıklı görünebilir. Buna karşılık, bir metre büyüklüğündeki deniz suyu hacmi, milisaniye cinsinden ölçülen bir manyetik difüzyon süresine sahiptir.

Lundquist sayısının basit tahminlerinin direncin göz ardı edilebileceğini düşündürecek kadar büyük ve iletken olan fiziksel sistemlerde bile özdirenç hala önemli olabilir: Plazmanın etkin direncini 10'dan fazla faktörle artırabilecek birçok kararsızlık mevcuttur. ⁹ . Arttırılmış özdirenç genellikle akım levhaları veya ince ölçekli manyetik türbülans gibi küçük ölçekli yapıların oluşumunun sonucudur, bu da ideal MHD'nin bozulduğu ve manyetik difüzyonun hızlı bir şekilde meydana gelebildiği sisteme küçük uzaysal ölçekler getirir. Bu olduğunda, dalgalar, malzemenin toplu mekanik ivmesi, parçacık ivmesi ve ısı olarak depolanan manyetik enerjiyi serbest bırakmak için plazmada manyetik yeniden bağlanma meydana gelebilir .

Yüksek iletkenliğe sahip sistemlerde manyetik yeniden bağlantı önemlidir çünkü enerjiyi zaman ve uzayda yoğunlaştırır, böylece bir plazmaya uzun süreler boyunca uygulanan hafif kuvvetler şiddetli patlamalara ve radyasyon patlamalarına neden olabilir.

Akışkan tamamen iletken olarak kabul edilemediğinde, ancak ideal MHD için diğer koşullar karşılandığında, dirençli MHD adı verilen genişletilmiş bir model kullanmak mümkündür. Bu, Ohm Yasasında çarpışma direncini modelleyen fazladan bir terimi içerir. Genel olarak MHD bilgisayar simülasyonları en azından biraz dirençlidir, çünkü onların hesaplama ızgaraları sayısal bir özdirenç sunar .

Kinetik etkilerin önemi

MHD'nin (ve genel olarak akışkan teorilerinin) bir başka sınırlaması, plazmanın güçlü bir şekilde çarpışma olduğu varsayımına bağlı olmalarıdır (bu, yukarıda listelenen ilk kriterdir), böylece çarpışmaların zaman ölçeği, diğer karakteristik zamanlardan daha kısadır. sistem ve parçacık dağılımları Maxwellian'dır . Füzyon, uzay ve astrofizik plazmalarda durum genellikle böyle değildir. Durum böyle olmadığında veya ilgi daha küçük uzaysal ölçeklerde olduğunda, dağılım fonksiyonunun Maxwellian olmayan şeklini uygun şekilde açıklayan kinetik bir model kullanmak gerekebilir. Bununla birlikte, MHD nispeten basit olduğundan ve plazma dinamiğinin önemli özelliklerinin birçoğunu yakaladığından, genellikle niteliksel olarak doğrudur ve bu nedenle sıklıkla denenen ilk modeldir.

Esasen kinetik olan ve akışkan modelleri tarafından yakalanmayan etkiler arasında çift ​​katmanlar , Landau sönümlemesi , çok çeşitli kararsızlıklar, uzay plazmalarında kimyasal ayrılma ve elektron kaçması sayılabilir . Ultra yüksek yoğunluklu lazer etkileşimleri durumunda, inanılmaz derecede kısa enerji biriktirme zaman çizelgeleri, hidrodinamik kodların temel fiziği yakalayamadığı anlamına gelir.

MHD sistemlerindeki yapılar

Birçok MHD sisteminde, elektrik akımının çoğu, akım levhaları olarak adlandırılan ince, neredeyse iki boyutlu şeritler halinde sıkıştırılır . Bunlar, sıvıyı, içinde akımların nispeten zayıf olduğu manyetik alanlara bölebilir. Güneş koronasındaki mevcut tabakaların, manyetik alanlara (binlerce ila yüz binlerce kilometre) kıyasla oldukça ince olan kalınlıklarının birkaç metre ile birkaç kilometre arasında olduğu düşünülmektedir. Diğer bir örnek, dünyanın olan magnetosphere mevcut yaprak dünyanın en izole topolojik farklı alanları ayırmak, iyonosfer ile ilgili güneş rüzgar .

Dalgalar

MHD plazma teorisi kullanılarak elde edilen dalga modlarına manyetohidrodinamik dalgalar veya MHD dalgaları denir . Genel olarak üç MHD dalga modu vardır:

• Saf (veya eğik) Alfvén dalgası
• Yavaş MHD dalgası
• Hızlı MHD dalgası

Tüm bu dalgalar, tüm frekanslar için sabit faz hızlarına sahiptir ve bu nedenle dağılım yoktur. Dalga yayılma vektörü k ile manyetik alan B arasındaki açının 0° (180°) veya 90° olduğu sınırlarda, dalga modları şu şekilde adlandırılır:

İsim	Tip	Yayılma	Faz hızı	bağlantı	Orta	Diğer isimler
Ses dalgası	boyuna	k ∥ B	adyabatik ses hızı	Yok	sıkıştırılabilir, iletken olmayan sıvı
Alfven dalgası	enine	k ∥ B	Alfven hızı	B		Alfvén dalgası, yavaş Alfvén dalgası, burulma Alfvén dalgası
manyetosonik dalga	boyuna	k ⟂ B		B , E		sıkıştırmalı Alfvén dalgası, hızlı Alfvén dalgası, manyetoakustik dalga

Faz hızı, dalga vektörü k ile manyetik alan B arasındaki açıya bağlıdır . Zamandan bağımsız veya B ₀ yığın alanına göre keyfi bir θ açısında yayılan bir MHD dalgası , dağılım ilişkisini karşılayacaktır.

${\displaystyle {\frac {\omega }{k}}=v_{A}\cos \theta}$

nerede

${\displaystyle v_{A}={\frac {B_{0}}{\sqrt {\mu _{0}\rho }}}}$

Alfvén hızıdır. Bu dal kesme Alfvén moduna karşılık gelir. Ek olarak dağılım denklemi verir

${\displaystyle {\frac {\omega }{k}}=\left({\tfrac {1}{2}}\left(v_{A}^{2}+v_{s}^{2}\right) )\pm {\tfrac {1}{2}}{\sqrt {\left(v_{A}^{2}+v_{s}^{2}\sağ)^{2}-4v_{s}^ {2}v_{A}^{2}\cos ^{2}\theta }}\sağ)^{\frac {1}{2}}}$

nerede

${\displaystyle v_{s}={\sqrt {\frac {\gamma p}{\rho }}}}$

sesin ideal gaz hızıdır. Artı dal, hızlı MHD dalga moduna karşılık gelir ve eksi dal, yavaş MHD dalga moduna karşılık gelir.

Akışkan mükemmel bir şekilde iletken değilse ancak sonlu bir iletkenliğe sahipse veya viskoz etkiler mevcutsa MHD salınımları sönümlenecektir.

MHD dalgaları ve salınımları, örneğin Güneş'in koronası ( Koronal sismoloji ) gibi laboratuvar ve astrofizik plazmaların uzaktan teşhisi için popüler bir araçtır .

Uzantılar

dirençli

Dirençli MHD, sonlu elektron yayılımlı ( η ≠ 0 ) manyetize akışkanları tanımlar . Bu yayılma, manyetik topolojide bir kırılmaya yol açar; manyetik alan çizgileri çarpıştıklarında 'yeniden bağlanabilir'. Genellikle bu terim küçüktür ve yeniden bağlantıların şoklardan farklı olmadığı düşünülerek ele alınabilir ; bu sürecin Dünya-Güneş manyetik etkileşimlerinde önemli olduğu gösterilmiştir.

Genişletilmiş

Genişletilmiş MHD, dirençli MHD'den daha yüksek mertebede olan, ancak tek bir sıvı tanımı ile yeterince tedavi edilebilen plazmalardaki bir fenomen sınıfını tanımlar. Bunlar, Hall fiziğinin etkilerini, elektron basınç gradyanlarını, parçacık gyromotion'daki sonlu Larmor Yarıçaplarını ve elektron ataletini içerir.

iki akışkan

İki akışkan MHD, ihmal edilemez bir Hall elektrik alanı içeren plazmaları tanımlar . Sonuç olarak, elektron ve iyon momentumu ayrı ayrı ele alınmalıdır. Bu açıklama, elektrik alanı için bir evrim denklemi olduğu için Maxwell denklemlerine daha yakından bağlıdır.

salon

1960 yılında MJ Lighthill, ideal veya dirençli MHD teorisinin plazmalar için uygulanabilirliğini eleştirdi. Manyetik füzyon teorisinde sık sık yapılan bir basitleştirme olan "Hall akımı terimi"nin ihmali ile ilgiliydi. Hall-manyetohidrodinamik (HMHD), manyetohidrodinamiğin bu elektrik alan tanımını dikkate alır. En önemli fark, alan çizgisi kırılmasının olmadığı durumda, manyetik alanın yığın sıvıya değil elektronlara bağlı olmasıdır.

elektron MHD

Elektron Manyetohidrodinamiği (EMHD), elektron hareketi iyon hareketinden çok daha hızlı olduğunda küçük ölçekli plazmaları tanımlar. Ana etkiler, korunum yasalarındaki değişiklikler, ek özdirenç, elektron eylemsizliğinin önemidir. Elektron MHD'nin birçok etkisi, İki akışkan MHD ve Hall MHD'nin etkilerine benzer. EMHD özellikle z-tutam , manyetik yeniden bağlantı , iyon iticiler , nötron yıldızları ve plazma anahtarları için önemlidir .

çarpışmasız

MHD ayrıca çarpışmasız plazmalar için sıklıkla kullanılır. Bu durumda MHD denklemleri Vlasov denkleminden türetilir .

Azaltışmış

Çok ölçekli bir analiz kullanılarak (dirençli) MHD denklemleri bir dizi dört kapalı skaler denkleme indirgenebilir. Bu, diğer şeylerin yanı sıra daha verimli sayısal hesaplamalara izin verir.

Uygulamalar

Jeofizik

Dünya'nın mantosunun altında iki parçadan oluşan çekirdek bulunur: katı iç çekirdek ve sıvı dış çekirdek. Her ikisi de önemli miktarda demir içerir . Sıvı dış çekirdek manyetik alanın varlığında hareket eder ve Coriolis etkisi nedeniyle girdaplar aynı şekilde kurulur . Bu girdaplar, Dünya'nın orijinal manyetik alanını artıran ve jeomanyetik dinamo olarak adlandırılan bir süreç olan, kendi kendine devam eden bir manyetik alan geliştirir.

MHD denklemlerine dayanarak, Glatzmaier ve Paul Roberts, Dünya'nın iç kısmının süper bilgisayar modelini yaptılar. Simülasyonları sanal zamanda binlerce yıl çalıştırdıktan sonra, Dünya'nın manyetik alanındaki değişimler incelenebilir. Simülasyonlar, Dünya'nın manyetik alanının birkaç yüz bin yılda bir döndüğünü doğru bir şekilde tahmin ettiğinden, simülasyon sonuçları gözlemlerle iyi bir uyum içindedir. Taklalar sırasında manyetik alan tamamen kaybolmaz - sadece daha karmaşık hale gelir.

depremler

Bazı izleme istasyonları, depremlerin bazen çok düşük frekanslı (ULF) aktivitede ani bir artışla gerçekleştiğini bildirmiştir. Bu en çarpıcı örneklerden biri önce meydana 1989 Loma Prieta depremi de Kaliforniya bir sonraki çalışma bu sensör arızasından biraz daha fazla olduğunu gösterir rağmen. 9 Aralık 2010 tarihinde, geoscientists açıkladı DEMETER uydu üzerinden ULF radyo dalgaları büyük bir artış gözlenen Haiti büyüklüğü 7.0 M önceki ay _w 2010 deprem . Araştırmacılar, bu yöntemin depremler için erken uyarı sisteminin bir parçası olarak kullanılıp kullanılamayacağını öğrenmek için bu korelasyon hakkında daha fazla bilgi edinmeye çalışıyorlar.

Astrofizik

MHD , yıldızlar, gezegenler arası ortam (gezegenler arasındaki boşluk) ve muhtemelen yıldızlararası ortam ( yıldızlar arasındaki boşluk) ve jetler dahil astrofizik için geçerlidir . Çoğu astrofiziksel sistem yerel termal dengede değildir ve bu nedenle sistem içindeki tüm fenomenleri tanımlamak için ek bir kinematik işlem gerektirir (bkz. Astrofizik plazma ).

Güneş lekelerine , Joseph Larmor'un 1919'da teorize ettiği gibi, Güneş'in manyetik alanları neden olur . Güneş rüzgarı da MHD tarafından yönetilir. Diferansiyel güneş rotasyonu , Güneş'in genişletilmiş manyetik alanı tarafından varsayılan Parker spiral şekli nedeniyle bir MHD fenomeni olan Güneş'in kutuplarındaki manyetik sürüklemenin uzun vadeli etkisi olabilir .

Güneş kütlesinin 99.87% henüz sadece% 0.54 sahiptir nasıl Daha önce, Güneş ve gezegenlerin oluşumunu açıklayan teoriler izah edemiyoruz açısal momentumu içinde güneş sistemi . Bir de kapalı bir sistem , örneğin gaz ve güneş şekillendirildiği toz, kütle ve açısal momentumun bulut gibi her ikisi ile korunmuş . Bu koruma, Güneş'i oluşturmak için bulutun merkezinde yoğunlaşan kütlenin daha hızlı döneceği anlamına gelir, tıpkı bir patencinin kollarını çekmesi gibi. oluşmadan önce ayrıldı. Bununla birlikte, manyetohidrodinamik etkiler, Güneş'in açısal momentumunu dış güneş sistemine aktararak dönüşünü yavaşlatır.

İdeal MHD'nin (manyetik yeniden bağlantı şeklinde) bozulmasının güneş patlamalarının olası nedeni olduğu bilinmektedir . Bir güneş lekesi üzerindeki aktif güneş bölgesindeki manyetik alan , ana akım levhası çöktüğünde bir hareket patlaması, X-ışınları ve radyasyon olarak aniden salınan enerjiyi depolayarak alanı yeniden bağlayabilir.

Sensörler

Manyetohidrodinamik sensörler hassas ölçümleri için kullanılır açısal hızların olarak , jiroskopla seyir sistemleri , örneğin olduğu gibi, uzay mühendisliği . Doğruluk, sensörün boyutuyla birlikte artar. Sensör zorlu ortamlarda hayatta kalabilmektedir.

Mühendislik

MHD, plazma hapsi , nükleer reaktörlerin sıvı metal soğutması ve elektromanyetik döküm (diğerlerinin yanı sıra) gibi mühendislik problemleriyle ilgilidir .

Bir manyetohidrodinamik tahrik veya MHD itici, manyetohidrodinamik kullanarak, hareketli parçaları olmayan sadece elektrik ve manyetik alanlar kullanarak açık deniz gemilerini sevk etmek için bir yöntemdir. Çalışma prensibi, daha sonra bir manyetik alan tarafından yönlendirilebilen itici gazın (gaz veya su) elektrifikasyonunu içerir ve aracı ters yönde iter. Bazı çalışan prototipler mevcut olmasına rağmen, MHD sürücüleri pratik değildir.

Bu tür bir tahrikin ilk prototipi , Santa Barbara'daki California Üniversitesi'nde makine mühendisliği profesörü olan Steward Way tarafından 1965 yılında inşa edilmiş ve test edilmiştir . Way, Westinghouse Electric'teki işinden izinliyken , lisans son sınıf öğrencilerine bu yeni tahrik sistemine sahip bir denizaltı geliştirmeleri için görev verdi. 1990'ların başında, Japonya (Gemi & Ocean Vakfı (Minato-ku, Tokyo)) bir vakıf deneysel tekne inşa Yamato-1 bir birleşmeyle manyetohidrodinamik sürücü kullandım, süper iletkeni ile soğutulan sıvı helyum , ve 15 gidebileceğini km/s.

Potasyum tohumlu kömür yakma gazıyla beslenen MHD enerji üretimi , daha verimli enerji dönüşümü için potansiyel gösterdi (katı hareketli parçaların olmaması, daha yüksek sıcaklıklarda çalışmaya izin verir), ancak maliyeti engelleyen teknik zorluklar nedeniyle başarısız oldu. Başlıca mühendislik problemlerinden biri, birincil kömür yakma odasının duvarının aşınma nedeniyle bozulmasıydı.

İçinde mikro-akışkan , MHD kompleks mikrokanal tasarımında sürekli, nonpulsating akışını üretmek için bir sıvı pompası olarak incelenmiştir.

MHD, kararsızlıkları bastırmak ve akışı kontrol etmek için metallerin sürekli döküm işleminde uygulanabilir .

Endüstriyel MHD sorunları, açık kaynaklı yazılım EOF-Library kullanılarak modellenebilir. İki simülasyon örneği, elektromanyetik kaldırma eritme için serbest bir yüzeye sahip 3D MHD ve dönen kalıcı mıknatıslarla sıvı metal karıştırmadır.

Manyetik ilaç hedefleme

Kanser araştırmalarında önemli bir görev, ilacın etkilenen bölgelere ulaştırılması için daha kesin yöntemler geliştirmektir. Bir yöntem, ilacın, dış gövde üzerine kalıcı mıknatısların dikkatli bir şekilde yerleştirilmesi yoluyla hedefe yönlendirilen biyolojik olarak uyumlu manyetik parçacıklara (ferro-sıvılar gibi) bağlanmasını içerir. Manyetohidrodinamik denklemler ve sonlu eleman analizi, kan dolaşımındaki manyetik sıvı parçacıkları ile dış manyetik alan arasındaki etkileşimi incelemek için kullanılır.

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar