تحليل سه بعدي جريان‌هاي نيرو محرك ديناموهيدرومغناطيسي با استفاده از گراديان‌هاي فشار ثابت

3-D Analysis of Magnetohydrodynamic Force-Driven Flows Using Linear Pressure Gradients

جريان‌هاي نيرو محرك داخلي كه در آنها نيروي محرك جريان در هر مقطع عرضي كانال، توزيع كاملاً يكنواختي دارد، در سرتاسر كانال، يك ميدان سرعت توسعه يافته‌اي را ايجاد مي‌كنند. حتي اگر نيروي محرك فقط بر بخش معيني از طول كانال اعمال شود، پروفيل‌هاي سرعت ـ مشابه جريان فشار محرك ـ همه جا سهمي‌گون هستند. لذا مي‌توان نيروي محرك حجمي را ابتدا به طور مجازي حذف كرده و به جاي آن از يك گراديان فشار ثابت معادل در سراسر كانال استفاده نمود. در اين صورت، اگرچه توزيع فشار واقعي با يك توزيع فشار خطي، معادل و جايگزين مي‌شود اما پروفيل سرعت حاصله تغييري نخواهد كرد. مزيت چنين كاري اين است كه حل سه‌بعدي معادلات را مي‌توان به حل دو بعدي (با معادله‌ي پواسون) براي مقطع عرضي كانال تبديل نمود. به علاوه با اين جايگزيني، مي‌توان ميدان‌هاي سرعت و فشار در شبكه‌اي از كانال‌هاي بهم متصل را به راحتي محاسبه نمود. از ديگر كاربردهاي اين ساده‌سازي، حل معادلات مومنتوم در جريان‌هاي داخلي MHD است، چراكه در جريان‌هاي MHD نيز، نيروي حجمي لورنتز به خصوص در كاربرد‌هاي ميكروني نظير ميكروپمپ‌ها مي‌تواند با تقريب خوبي در سطح مقطع كانال، يكنواخت تلقي شود. مقايسه‌ي نتايج حاصل از اين روش جديد حل، با نتايج حاصل از حل سه‌بعدي، نشان مي‌دهد كه روش حاضر مي‌تواند به خوبي در حل ميدان سرعت و فشار در شبكه‌هاي ميكروسيالي بكار رود و هزينه‌هاي سنگين تحليل‌هاي سه‌بعدي را كم نمايد.