在電解質(zhì)溶液中,電磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁力可以控制流體的運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到很好的減阻、增升、減振等效果。但由于所施加的電磁力較大,導(dǎo)致控制效率很低,因此以較小的電磁力誘導(dǎo)出大的流動(dòng)響應(yīng)成為提高流動(dòng)控制效率的關(guān)鍵。以層流槽道流動(dòng)作為研究對(duì)象,在槽道的下壁面施加沿展向余弦分布的展向電磁力,推導(dǎo)了線性條件下流向響應(yīng)速度的解析解,并通過(guò)直接數(shù)值模擬對(duì)非線性條件下的響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)合解析解和數(shù)值解,揭示了流場(chǎng)中速度響應(yīng)的放大機(jī)制,討論了電磁力和流場(chǎng)參數(shù)對(duì)響應(yīng)放大效果的影響。結(jié)果表明:當(dāng)振幅較小時(shí),速度響應(yīng)處于線性范圍內(nèi),其放大倍數(shù)與Re²成正比,隨著滲透深度的增大,先迅速增大后緩慢減小;隨著展向波數(shù)Kz的增大單調(diào)減小。隨著振幅的增大,放大倍數(shù)進(jìn)入非線性范圍,其值逐漸減小,但速度響應(yīng)值先增大后減小。在振幅處于10^-3～10^-2量級(jí)時(shí),速度響應(yīng)可達(dá)到的最大值超過(guò)0.2,此時(shí)的放大倍數(shù)在102量級(jí)。因此,利用流場(chǎng)的放大效應(yīng),是實(shí)現(xiàn)高效流動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)。

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