A numerical analysis was conducted for mercury and lithium MHD flows in rectangular channels under uniform transverse magnetic fields. In order to couple electromagnetic effects with hydrodynamics, the axial momentum equation and the equations for the axial induced magnetic field in the fluid and wall were solved simultaneously. The suppression of turbulence was taken into account by using the modified k - ε model of turbulence. The analytical results agreed well with the experimental results for the velocity profiles in mercury flow and skin friction coefficients in mercury and lithium flows. The M-shaped velocity profile for lithium flows was found, which is expected to be one reason for heat transfer enhancement at the wall parallel to the magnetic field.
水銀およびリチウムのMHD流れについて、一様な横方向磁場下の矩形流路内で数値解析を実施した。電磁効果と流体力学を連成させるために、軸方向運動量方程式と、流体および壁内の軸方向誘導磁場の方程式を連立して解いた。乱流の抑制は、修正k - ε乱流モデルを用いて考慮した。解析結果は、水銀流の速度分布、ならびに水銀流およびリチウム流の表面摩擦係数について、実験結果とよく一致した。リチウム流ではM字型速度分布が見られ、これは磁場に平行な壁における熱伝達促進の一因となると期待される。