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:
| Опубліковано в: : | Condensed Matter Physics |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
2010
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.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 |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-32126 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Samulyak, R.V. Bo, W. Li, X. Kirk, H. McDonald, K. 2012-04-09T21:11:23Z 2012-04-09T21:11:23Z 2010 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 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32126 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. This manuscript has been authored in part by Brookhaven Science Associates, LLC, under Contract No. DE–AC02–98CH10886 with the U.S. Department of Energy. The United States Government retains, and the publisher, by accepting the article for publication, acknowledges, a world-wide license to publish or reproduce the published form of this manuscript, or allow others to do so, for the United States Government purpose. This research utilized resources at the New York Center for Computational Sciences at Stony Brook University/Brookhaven National Laboratory which is supported by the U.S. Department of Energy under Contract No. DE–AC02–98CH10886 and by the State of New York. en Інститут фізики конденсованих систем НАН України Condensed Matter Physics Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets Розрахункові алгоритми для багатофазної магнітогідродинаміки і застосування до мішеней прискорювачів Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets |
| spellingShingle |
Computational algorithms for multiphase magnetohydrodynamics and applications to accelerator targets Samulyak, R.V. Bo, W. Li, X. Kirk, H. McDonald, K. |
| 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 |
| author |
Samulyak, R.V. Bo, W. Li, X. Kirk, H. McDonald, K. |
| author_facet |
Samulyak, R.V. Bo, W. Li, X. Kirk, H. McDonald, K. |
| publishDate |
2010 |
| language |
English |
| container_title |
Condensed Matter Physics |
| publisher |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Розрахункові алгоритми для багатофазної магнітогідродинаміки і застосування до мішеней прискорювачів |
| 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.
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.
|
| issn |
1607-324X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.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. |
| work_keys_str_mv |
AT samulyakrv computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT bow computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT lix computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT kirkh computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT mcdonaldk computationalalgorithmsformultiphasemagnetohydrodynamicsandapplicationstoacceleratortargets AT samulyakrv rozrahunkovíalgoritmidlâbagatofaznoímagnítogídrodinamíkiízastosuvannâdomíšeneipriskorûvačív AT bow rozrahunkovíalgoritmidlâbagatofaznoímagnítogídrodinamíkiízastosuvannâdomíšeneipriskorûvačív AT lix rozrahunkovíalgoritmidlâbagatofaznoímagnítogídrodinamíkiízastosuvannâdomíšeneipriskorûvačív AT kirkh rozrahunkovíalgoritmidlâbagatofaznoímagnítogídrodinamíkiízastosuvannâdomíšeneipriskorûvačív AT mcdonaldk rozrahunkovíalgoritmidlâbagatofaznoímagnítogídrodinamíkiízastosuvannâdomíšeneipriskorûvačív |
| first_indexed |
2025-12-01T02:53:54Z |
| last_indexed |
2025-12-01T02:53:54Z |
| _version_ |
1850859072661749760 |