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“Experimental studies on liquid metal MHD heat transfer“——Ivan Belyaev研究员受邀做工程科学学院本学期科学前沿讲座第二讲

  • 马佳慧
  • 日期:2025-10-23
  • 89

        2025年10月22日上午,中国科学院大学工程科学学院(简称“国科大工学院”)邀请俄罗斯科学院高温联合研究所副所长Ivan Belyaev研究员,于雁栖湖校区教一楼213教室为全校学生带来一场题为“Experimental studies on liquid metal MHD heat transfer”的学术讲座。本次讲座由工学院吕泽老师主持,全校师生一百余人聆听了本次讲座。

 

      Belyaev博士首先介绍了研究背景与动机,他指出,研究磁流体动力学(MHD),特别是液态金属在复杂几何结构中的流动行为,对于聚变堆等前沿能源技术的开发至关重要。该研究涉及一系列领域,包括可再生能源(Renewable energetics)、空化(Cavitation)、沸腾(Boiling),以及热量传递(MHD heat transfer)等。由于真实液态金属成本高昂且不便操作,研究中常选用汞和镓铟锡合金作为替代流体。

       接着,Belyaev博士系统介绍了其团队采用的先进实验技术与观测方法。在温度测量方面,重点使用了热电偶(Thermocouples)技术,包括梳状探针(Comb-type probes)、旋转探针(Swivel-type probe)和温度相关测速法(Temperature correlation velocimetry),此外还辅以电势传感器(Electro potential sensor)进行补充测量。

      随后,在核心的MHD物理过程部分,Belyaev博士分享了在混合对流、磁对流波动和自然对流、射流动力学等方向的多项重要发现。其中在混合对流的研究中发现,在带有磁场的垂直向下流动管和倾斜向下流动管的实验中,观测到了温度峰值,归纳了标度关系,这对工程应用具有重要参考价值;在磁对流不稳定性的研究发现了圆柱扰流动在一些工况能够抑制下游温度大幅波动;射流动力学的实验结果显示射流速度剖面会衰减并迅速平坦化;垂直自然对流的模拟研究结果表明,磁场会抑制热传递,计划在随后的高参数实验研究中进一步进行了验证。

       最后,Belyaev博士展望了一个正在进行的研究方向,液态金属腔体中的电磁脉冲效应(Pulse Effects in Liquid Metal Cavity)。这项探索性研究利用电流脉冲产生复杂流动,并结合一种新型的压力探针测量技术进行测量。

       报告结束后,现场多位师生就MHD技术的应用前景、实验细节等话题与Belyaev博士进行了积极充分的学术交流。

文:曹梓健、闫孟阳

图:张瑜婧、王钟震

审核:吕泽、王豪