1、作為經(jīng)典流體力學、數(shù)值計算方法和計算機技術三者的有機結合體，計算流體力學異軍突起，得到不斷發(fā)展和壯大，成為科學研究和工程設計的有效手段。理論分析、實驗研究和數(shù)值模擬三者相互滲透，不僅推動了流體力學理論的新發(fā)展，而且加強了流體力學的工程應用。磁流體推進系統(tǒng)以其獨特優(yōu)勢成為21世紀一種頗有發(fā)展前途的船舶推進方式，對流體流動過程的計算機模擬和數(shù)值計算在理論指導實踐方面意義深長，值得探索、開發(fā)和實踐。 從導電的液體處在電場和磁場當中受力

2、出發(fā)，分析了電解質溶液在電磁場中的驅動能力與運動情況，闡述了電磁流動模型，設計出實驗裝置，獲得實驗數(shù)據(jù)分析，應用強大的數(shù)值分析方法將通道內(nèi)的電解質溶液進行耦合場分析，得到理論、實踐和模擬分析的具體結果。 首先，分析電解質溶液在電磁場中驅動的機理，建立出理想條件下的體積力數(shù)學模型，推得電解質溶液在直流與交流電磁力驅動下的數(shù)學模型和運動方程，得到電場和磁場與運動的關系。 其次，設計電磁驅動的WHLT-1型流動顯示實驗裝置，設

3、計減小觀察驅動場區(qū)域的入口速度的方法及設施元件，構造流場觀察布光的最佳方案與設備；設計光電檢測實驗裝置對待測流場驅動和速度驅動時測量電解質溶液流動的速度方法，得到電解質溶液的流速與電壓、電流的數(shù)據(jù)；設計應用CCD觀察與拍攝流場流動圖像的方法，采用圖像分析與轉換技術得到分析與處理流場的矢量圖等數(shù)據(jù)。采用實物拍攝獲得電解質溶液驅動分布圖像和不同時刻的流場分布等圖像內(nèi)容。 第三，應用格子Boltzmann數(shù)值方法分析推導了二維九點格子

4、模型從微觀到宏觀的轉變，得到演化方程，并對格子Boltzmann方法的初始條件、適用范圍和邊界條件設定進行了細致探討，獲得了修正添加體積力的分析方程，結合本問題的選擇模型，編制了二維格子Boltzmann方法計算軟件，獲得了可視化計算結果演示，并驗證了實驗結果，為后期對比提供支持，發(fā)掘出該方法在本問題中的物理本質，增進對該方法的本質上的認識。 第四，使用有限元法對通道內(nèi)的電解質溶液進行電磁驅動分析，推得耦合的離散化分析方程，應用