A numerical technique for solving three-dimensional liquid metal MHD problems has been developed as a design tool for fusion reactor blankets. The present code can analyze the flow in a rectangular duct under a strong transverse magnetic field except for the case when the field lines are parallel to the walls. Only the flow in the core region is calculated with the inertialess inviscid fluid assumption, since thin boundary and shear layers do not affect the core flow. There are algebraic relations in the field directional distributions of the current and the potential. Considering the relations, the perpendicular distributions to the field were calculated in the fluid with a two-dimensional finite difference model simultaneously with those in the walls. Thus the three-dimensional problem is solved by the two-dimensional code. The calculation of the current and potential distributions is started with an assumed velocity distribution. The result does not always satisfy all the governing equations. The velocity is redistributed until the solution satisfies all the governing equations. The effect of field non-uniformity was analyzed by the code as an example.
液体金属MHD問題を解くための数値手法が、核融合炉ブランケットの設計ツールとして開発された。本コードは、磁力線が壁に平行な場合を除き、強い横磁場下の矩形ダクト内の流れを解析できる。薄い境界層およびせん断層はコア流れに影響を与えないため、慣性なし非粘性流体の仮定を用いてコア領域のみの流れが計算される。電流と電位の磁場方向分布には代数関係が存在する。この関係を考慮し、流体中の磁場に垂直な方向の分布は、壁内の分布と同時に二次元有限差分モデルによって計算された。これにより、三次元問題は二次元コードによって解かれる。電流および電位分布の計算は、仮定した速度分布から開始される。その結果は必ずしもすべての支配方程式を満たすとは限らない。すべての支配方程式を満たす解が得られるまで速度は再分布される。磁場の非一様性の影響が、例として本コードによって解析された。