Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets
An interface-tracking numerical algorithm for the simulation of magnetohydrodynamic multiphase / free surface flows in the low-magnetic-Reynolds-number approximation of (Samulyak R., Du J., Glimm J., Xu Z., J. Comp. Phys., 2007, 226, 1532) is described. The algorithm has been implemented in multi-ph...
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
2010
|
| Назва видання: | Condensed Matter Physics |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32126 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets / R.V. Samulyak, W. Bo, X. Li, H. Kirk, K. McDonald // Condensed Matter Physics. — 2010. — Т. 13, № 4. — С. 43402:1-12. — Бібліогр.: 32 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-32126 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-321262012-04-10T12:16:26Z Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets Samulyak, R.V. Bo, W. Li, X. Kirk, H. McDonald, K. An interface-tracking numerical algorithm for the simulation of magnetohydrodynamic multiphase / free surface flows in the low-magnetic-Reynolds-number approximation of (Samulyak R., Du J., Glimm J., Xu Z., J. Comp. Phys., 2007, 226, 1532) is described. The algorithm has been implemented in multi-physics code FronTier and used for the simulation of MHD processes in liquids and weakly ionized plasmas. In this paper, numerical simulations of a liquid mercury jet entering strong and nonuniform magnetic field and interacting with a powerful proton pulse have been performed and compared with experiments. Such a mercury jet is a prototype of the proposed Muon Collider / Neutrino Factory, a future particle accelerator. Simulations demonstrate the elliptic distortion of the mercury jet as it enters the magnetic solenoid at a small angle to the magnetic axis, jet-surface instabilities (filamentation) induced by the interaction with proton pulses, and the stabilizing effect of the magnetic field. Описано інтерфейс-простежувальний числовий алгоритм для моделювання магнітогідродинамічних (MHD) потоків мультифаза/вільна поверхня у наближенні низькомагнітних чисел Рейнольдса (Samulyak R., Du J., Glimm J., Xu Z., J. Comp. Phys., 2007, 226, 1532). Алгоритм застосовується у мультифізичному коді FronTier і використовується для моделювання MHD процесів у рідині та слабко іонізованій плазмі. Числово змодельовано рідкий ртутний струмень, що входить у сильне та неоднорідне магнітне поле і взаємодіє з потужним протонним імпульсом, і порівняно з експериментом. Такий ртутний струмінь є прототипом запропонованого майбутнього прискорювача частинок Мюонний коллайдер/Нейтринна фабрика. У процесі моделювання продемонстровано еліптичну дисторцію ртутного струменя, коли він входить у магнітне поле за малого кута до магнітної осі, нестійкості струмінь-поверхня (філаментацію), індуковані взаємодією з протонними імпульсами, та стабілізувальний ефект магнітного поля. 2010 Article Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets / R.V. Samulyak, W. Bo, X. Li, H. Kirk, K. McDonald // Condensed Matter Physics. — 2010. — Т. 13, № 4. — С. 43402:1-12. — Бібліогр.: 32 назв. — англ. 1607-324X PACS: 47.11, 47.35, 47.55 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32126 en Condensed Matter Physics Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
English |
| description |
An interface-tracking numerical algorithm for the simulation of magnetohydrodynamic multiphase / free surface flows in the low-magnetic-Reynolds-number approximation of (Samulyak R., Du J., Glimm J., Xu Z., J. Comp. Phys., 2007, 226, 1532) is described. The algorithm has been implemented in multi-physics code FronTier and used for the simulation of MHD processes in liquids and weakly ionized plasmas. In this paper, numerical simulations of a liquid mercury jet entering strong and nonuniform magnetic field and interacting with a powerful proton pulse have been performed and compared with experiments. Such a mercury jet is a prototype of the proposed Muon Collider / Neutrino Factory, a future particle accelerator. Simulations demonstrate the elliptic distortion of the mercury jet as it enters the magnetic solenoid at a small angle to the magnetic axis, jet-surface instabilities (filamentation) induced by the interaction with proton pulses, and the stabilizing effect of the magnetic field. |
| format |
Article |
| author |
Samulyak, R.V. Bo, W. Li, X. Kirk, H. McDonald, K. |
| spellingShingle |
Samulyak, R.V. Bo, W. Li, X. Kirk, H. McDonald, K. Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets Condensed Matter Physics |
| author_facet |
Samulyak, R.V. Bo, W. Li, X. Kirk, H. McDonald, K. |
| author_sort |
Samulyak, R.V. |
| title |
Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets |
| title_short |
Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets |
| title_full |
Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets |
| title_fullStr |
Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets |
| title_full_unstemmed |
Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets |
| title_sort |
computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets |
| publisher |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| publishDate |
2010 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32126 |
| citation_txt |
Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets / R.V. Samulyak, W. Bo, X. Li, H. Kirk, K. McDonald // Condensed Matter Physics. — 2010. — Т. 13, № 4. — С. 43402:1-12. — Бібліогр.: 32 назв. — англ. |
| series |
Condensed Matter Physics |
| work_keys_str_mv |
AT samulyakrv computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT bow computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT lix computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT kirkh computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT mcdonaldk computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets |
| first_indexed |
2023-10-18T17:34:02Z |
| last_indexed |
2023-10-18T17:34:02Z |
| _version_ |
1796141886308614144 |