Liquid metals and magnetic fields are used in many technical applications such as metallurgy, crystal growth and nuclear fusion reactors. When an electrically conducting fluid moves in a magnetic environment, electric currents and electromagnetic forces are generated that affect velocity and pressure losses in the flow. These magnetohydrodynamic (MHD) interactions have to be investigated to optimize the engineering processes. The characteristics of MHD flows depend on the geometrical configuration, the strength of the applied magnetic field, the electrical properties of fluid and structural materials and the thermal conditions. In the so-called blankets for fusion reactors, where liquid metals are used to breed the plasma fuel component tritium and to extract the generated heat, magneto-convective flows play a crucial role in determining heat and mass transfer. Therefore, the availability of numerical codes to simulate this type of flow is mandatory and their validation is a necessary step to guarantee the reliability of the results. For that reason, a benchmark problem has been defined to simulate liquid metal flows in a horizontal rectangular duct heated from below and exposed to a non-uniform magnetic field. Results obtained by five research groups using different codes are compared.
液体金属と磁場は、冶金、結晶成長、核融合炉など多くの技術的応用において使用されている。電気伝導性流体が磁気環境中を移動するとき、電流と電磁力が生成され、流れの速度と圧力損失に影響を与える。これらの電磁流体力学（MHD）相互作用は、工学的プロセスを最適化するために調査されなければならない。MHD流れの特性は、幾何学的配置、印加磁場の強さ、流体および構造材料の電気的特性、ならびに熱的条件に依存する。核融合炉のいわゆるブランケットでは、液体金属がプラズマ燃料成分であるトリチウムを増殖し、発生した熱を抽出するために使用されるが、磁気対流流れは熱および物質移動を決定する上で決定的な役割を果たす。したがって、この種の流れをシミュレーションするための数値コードの利用可能性は必須であり、その検証は結果の信頼性を保証するために必要なステップである。そのため、下方から加熱され、非一様な磁場にさらされる水平矩形ダクト内の液体金属流れをシミュレーションするためのベンチマーク問題が定義されている。異なるコードを使用する5つの研究グループによって得られた結果が比較される。