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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明涉及一种适用于高超声速跨磁雷诺数磁流体状态的预测方法，属于磁流体技术领域。本发明的预测方法包括感生磁场、感生电场的计算和跨磁雷诺数磁流体耦合推进求解技术。本发明的感生磁场能够直接根据当前时刻的流场和磁场推进求解。感生电场根据当前时刻的流场和感生磁场形成一个散度‑旋度系统从而实现求解。最后提出的跨磁雷诺数磁流体耦合推进求解技术使用了松耦合，采用感生电场和流场推进一步而感生磁场推进多步的策略，降低了数值模拟的刚性。

主权项：1.一种适用于高超声速跨磁雷诺数磁流体状态的预测方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：构建无量纲化的跨磁雷诺数方程，包括纳维-斯托克斯方程、磁感应方程、电场强度的散度-旋度方程和电流密度方程；纳维-斯托克斯方程包括流场项、无粘对流项、粘性通量项和电磁源项；其中，无量纲化的跨磁雷诺数方程的表达式为： 其中，ρ为磁流体的密度；表示磁流体的速度；e为总能量；p为磁流体的压力；表示单位张量；表示雷诺数；τ为粘性应力张量；q为热流；表示磁相互作用数；j为电流密度；E为电场强度；表示总磁场强度；表示磁雷诺数；表示对时间的偏导数；表示电导率；表示梯度算符；步骤2：获取初始步磁场强度、初始步磁流体的速度和初始步流场项；步骤3：基于当前步磁场强度和当前步磁流体的速度，采用数值离散方法求解步骤1中的磁感应方程获得下一步磁场强度，表达式为： 其中，为当前步磁场强度；为下一步磁场强度；Δt为时间步长；表示当前步磁流体的速度；步骤4：根据当前步的磁场强度和下一步的磁场强度，以及时间步长获取当前步的磁场平均变化率；步骤5：将步骤1中的电场强度的散度-旋度方程进行广义亥姆霍兹分解获得电场强度的散度-旋度分解方程，并将电场强度的散度-旋度分解方程约束于泊松系统；基于当前步磁场平均变化率，获得当前步空间中的电势和矢量势；其中，将电场强度的散度-旋度分解方程约束于泊松系统的表达式为： 其中，表示空间中的电势；为矢量势；步骤6：基于当前步空间中的电势和矢量势，以及电场强度的散度-旋度分解方程获得下一步电场强度；步骤7：采用步骤1中的电流密度方程，根据下一步磁场强度和下一步电场强度获得下一步电流密度；步骤8：基于下一步磁场强度、下一步电场强度和下一步电流密度获得纳维-斯托克斯方程中的下一步电磁源项；利用数值离散方法对无粘对流项以及粘性通量项进行数值离散求解，获得下一步电磁源项的无量纲化的跨磁雷诺数方程的右手项；基于右手项获得下一步流场项；步骤9：判断当前步是否达到时间阈值，如果没有达到，步数加1，返回步骤3；如果达到，根据下一步流场项、电场强度和磁场强度获得跨磁雷诺数磁流体状态的预测值。

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