三维非理想高磁雷诺数磁流体流动的数值模拟

对三维高磁雷诺数下非理想可压磁流体方程组发展了基于TVD的守恒格式.八波模型磁流体方程组属于非严格的非凸双曲型方程组,Powell对该方程组进行了修正并建立了一组新的磁流体方程组.修正后的方程组形式上非守恒,不能直接采用守恒型格式.针对该方程组构造了基于TVD的守恒格式,并通过一维磁流体激波管问题进行了验证;对不同情况下的非定常磁流体Rayleigh问题和定常Hartmann问题数值模拟结果和解析解的比较说明算法可靠性较高,可采用此算法对高磁雷诺数下的磁流体问题（如宇宙磁流体问题、钝头体高超声速绕流）进行有效的数值模拟.     

三维超声速磁流体发生器的流动特性

应用三维非理想低磁Reynolds数磁流体五方程模型发展了对带有强制项的Navier-Stokes方程组采用熵条件格式,对椭圆型电势方程采用SOR进行迭代的数值方法,研究了磁流体发生器的性能．计算结果显示,发生器内的M数和总焓均呈下降趋势,流动在电极壁面上发生了分离,而且在核心流动区域沿着磁场方向展现出二维流动效应．在管道中心流动区域,电流线发生扭曲,随着磁作用数的增大而趋于明显,甚至出现涡电流．在通道中不同的流向截面上,其诱导涡电流也不同,并在绝缘壁面之间形成的M形的速度型．在绝缘体横截面的边角流场中出现一个涡状二次流,从而在边角上也诱导出与之对应的涡电流．最后计算了磁流体发生器在不同算例下的性能参数,说明了为提高发生器的性能,应该提高磁作用数．     

三维非理想低磁雷诺数磁流体流动的数值模拟

对三维非理想低磁雷诺数磁流体问题发展了五波模型算法，建立了低磁雷诺数下模拟磁流体的五波模型．模型由带有源项的Navier-Stokes方程组和Poisson方程构成，并且考虑了Hall效应．对Navier-Stokes方程组采用严格保证熵条件的熵条件格式，而Poisson方程则采用中心差分格式；推导了低磁雷诺数下磁流体Rayleigh问题和Hartmann流动问题的解析解，和数值模拟结果比较说明该算法和程序可靠性较高；将该算法用于低磁雷诺数磁流体管道中单对电极流动的计算，结果表明Hall效应引发了电流密度和电势等值线的扭曲，且在正极的上游边界和负极的下游边界集中，该效应还导致从负极出发的电流偏离对应的正极．     

Hall效应对磁流体压缩管道电磁流动特性的影响

利用磁流体五波模型对低磁雷诺数下磁流体压缩管道中考虑Hall效应的流动进行数值模拟. 该模型由带有电磁作用强制项的Navier-Stokes方程组和考虑了Hall效应及离子潜行效应的电势Poisson方程组成, 数值格式分别采用严格保证熵条件的熵条件格式及中心差分格式. 数值模拟结果说明在压缩管道中心流动区域电流线发生扭曲, 并出现涡电流; 而Hall效应延缓了涡电流的产生, 同时该效应可引起流场、电场以及Joule热的不对称分布. 最后计算了磁流体压缩管道的性能参数, 通过与直方管道的比较, 说明Hall效应将导致磁流体发生器的性能下降, 而且直方管道的性能优于压缩管道.     

微塑料对小麦农艺性状及氮素利用效率的影响

为研究河滩土壤中微塑料残留对小麦农艺性状及氮素利用效率的影响,本研究将分子质量为2 000、5 000和100 000 D的微塑料颗粒添加到土壤中模拟农田中可降解农膜降解形成的微塑料积累,按连续覆膜1～100 a的量折算成质量浓度为0.042～4.24 g/kg的量添加到河滩沙土中盆栽小麦,测定了小麦的主要农艺性状及与氮素利用效率相关的指标.结果显示,分子质量为5 000 D的微塑料处理组土壤全氮和碱解氮含量总体显著高于CK,累积量为1年量时最高,分别较CK增加了36.0%和28.3%,土壤脲酶和蛋白酶活性也显著高于CK,分别在累积量为1年量和10年量时最高,比CK增加了67.9%和207.9%; 2000和100 000 D的微塑料积累对小麦农艺性状影响不显著,5 000 D微塑料积累导致可溶性蛋白降低,小麦氮素利用受影响,千粒重显著下降.因此,本研究表明微塑料积累不影响土壤氮素肥力,而是在小麦吸收氮素后,体内蛋白质含量降低,氮素利用率降低,产量受到影响.