Неустойчивость точки перегиба в течении Гартмана при неоднородной электропроводности жидкости

В работе исследована устойчивость течения электропроводящей несжимаемой жидкости в канале с наложенным однородным магнитным полем, перпендикулярным электроизолирующим стенкам. Новизна постановки, отличающая ее от классического течения Гартмана, заключается в том, что, как и в большинстве технологических систем, электропроводность жидкого металла изменяется вследствие наличия примеси или температурных неоднородностей. Установлено, что эти вариации электропроводности оказывают значительное влияние на характеристики устойчивости течения. В частности, линейное поперек канала изменение электропроводности значительно искажает стационарный профиль скорости, приводя к выраженной асимметрии и появлению в нем точек перегиба. При существенном градиенте электропроводности течение становится линейно неустойчивым при числах Рейнольдса, которые оказываются ниже порога линейной неустойчивости классического течения Гартмана. Неустойчивые моды представляют собой валообразные вихревые структуры, сосредоточенные вблизи точки перегиба и однородные в направлении поперек течения. Рост неустойчивых мод и результирующий переход к турбулентности воспроизведен в рамках прямого численного моделирования.

R. Okatev, O. Zikanov, D. Krasnov, P. Frick. Inflection point instability in Hartmann channel flow with variable electric conductivity. Physics of Fluids, V.38, 044104 (2026); DOI: 10.1063/5.0319437