While substantial research effort has been made recently in the development of computational liquid-metal magnetohydrodynamics (MHD) solvers, this has typically been confined to closed-source and commercial codes. This work aimed to investigate some open-source alternatives. Two OpenFOAM-based MHD solvers, mhdFoam and epotFoam, were found to show strong scaling profiles typical of fluid dynamics codes, while weak scaling was impeded by an increase in iterations per timestep with increasing resolution. Both were found to accurately solve the Shercliff and Hunt flow problems for Hartmann numbers from 20 to 1000, except for mhdFoam which failed in the Hunt flow case. A basic inductionless MHD solver was implemented in the Proteus MOOSE application as a proof of concept, using two methods referred to as the kernel method and material method. Future work will aim to build on these studies, exploring more advanced OpenFOAM MHD solvers as well as improving the Proteus MHD solver.
近年、計算流体力学における液体金属磁気流体力学（MHD）ソルバーの開発に多大な研究努力が払われてきたが、その多くはクローズドソースの商用コードに限られていた。本研究は、オープンソースの代替手段を調査することを目的とした。OpenFOAMベースの2つのMHDソルバーであるmhdFoamとepotFoamは、流体コードに典型的な強いスケーリング特性を示す一方、弱スケーリングはメッシュ解像度の増加に伴う反復回数の増加によって妨げられた。両ソルバーとも、ハルトマン数20から1000の範囲でShercliff流およびHunt流の問題を正確に解くことができたが、mhdFoamはHunt流の問題において失敗した。さらに、MOOSEアプリケーションであるProteusに、カーネル法とマテリアル法と呼ばれる2つの手法を用いた基本の誘導なしMHDソルバーを概念実証として実装した。今後の研究では、これらの成果を基に、より高度なOpenFOAM MHDソルバーの探求と、Proteus MHDソルバーの改良を目指す。