The liquid metal film plasma facing component (PFC) is considered to be one of the most promising ways to realize a PFC capbable of operating for long periods. However, in the presence of a magnetic field, magnetohydrodynamic effects appearing in the liquid metal film flow directly influence the reliability of the flowing liquid metal limiter or divertor. In the present study, we consider the influence of flow rate, transverse magnetic field, and inclination angle, and conduct experiments on a liquid metal film flowing along an inclined conducting stainless steel plate. A laser profilometer (LP) and a high-speed camera are respectively adopted to obtain the local film thickness quantitatively, and its free surface structures qualitatively. We observe the magnetohydrodynamic effects of liquid metal film flow, such as the nonmonotonic change of film thickness, the reduction of film flow velocity, and the weakening of free surface waves in the direction of magnetic lines. Moreover, the film thickness increases with an increasing flow rate, whereas it decreases with an increasing inclination angle at a constant value of the magnetic field. When plotting the relative film thickening δen, and the reduction of flow velocity against the Stuart number N, we find that there is a critical N, Ncr ≈ 0.1, at which δen begins to increase dramatically. The δensinβ with , based on all of the experimental data, collapses into one line, which can be scaled as δensinβ ∼ N. The present experimental data and its scaling law may prove useful for estimating magnetohydrodynamic effects on liquid metal film flows when considering the design of liquid metal film PFCs.
液体金属膜プラズマ対向部品（PFC）は、長期間運転が可能なPFCを実現するための最も有望な方法の一つと考えられている。しかしながら、磁場の存在下では、液体金属膜流れに現れる電磁流体力学効果が、流動液体金属リミッターまたはダイバーターの信頼性に直接影響を及ぼす。本研究では、流量、横磁場、および傾斜角の影響を考慮し、傾斜した導電性ステンレス鋼板上を流れる液体金属膜について実験を行う。レーザープロフィロメータ（LP）と高速度カメラをそれぞれ用いて、局所的な膜厚を定量的に、その自由表面構造を定性的に取得する。我々は、液体金属膜流れの電磁流体力学効果、例えば膜厚の非単調変化、膜流速度の低下、磁力線方向における自由表面波の減衰などを観察する。さらに、膜厚は流量の増加とともに増加するが、磁場が一定の値の場合、傾斜角の増加とともに減少する。相対的な膜厚増加δenと流速の低下をStuart数Nに対してプロットすると、δenが急激に増加し始める臨界N、Ncr ≈ 0.1が存在することが分かる。全ての実験データに基づくδensinβは、δensinβ ∼ Nとしてスケーリングできる一本の線にまとまる。本研究の実験データとそのスケーリング則は、液体金属膜PFCの設計を検討する際に、液体金属膜流れに対する電磁流体力学効果の推定に有用である可能性がある。