董 帅， 纪祥勇， 吕二飞， 李春曦

(华北电力大学 能源动力与机械工程学院，河北 保定 071003)

0 引 言

Taylor-Couette流动是流体力学经典问题，内圆筒旋转，外圆筒静止。随着内圆筒转速增加，流体在内外圆筒中间区域会呈现一系列流动形态，包括层流Couette流动、层流Taylor-Couette流动、波状Taylor- Couette流动、螺旋波状Taylor-Couette流动和湍流Taylor-Couette流动等[1]。将导电液体填充到内外圆筒中间区域，并置于外部磁场作用下，此时出现了一个新型的流动—磁流体Taylor-Couette流动。

通过磁场控制流体的运动被广泛应用到工业生产中，例如在材料制造领域，利用磁场控制熔融体的流动，可以有效提高晶体的生长质量[2, 3]。此外，磁流体技术还被应用到流量测量[4]、MHD发电[5]和金属冶炼[6, 7]等行业。泰勒涡反应器由于泰勒涡的存在，其独特的流动特性对混合、传热以及化学反应等有明显的提升效果，例如强化淀粉的糊化过程[8]，增强光催化反应器的效率，对污水进行有效处理[9]，以及提高环隙式离心萃取机的萃取效率[10]。在实际生产中，很多工质具有导电特性。导电液体Taylor- Couette流动在外加磁场的作用下，可以通过改变泰勒涡的结构，进一步控制泰勒涡反应器内部的反应过程，因此在工业生产中具有良好的应用前景。

磁场作用下，导电液体的流动控制问题引起了广大学者的研究兴趣。董帅等人对导电液体在磁场作用下的流动稳定性研究进行了深入发掘。对正则模态和非正则模态两种计算方法的进行了对比，阐述了管道形状、磁场方向、壁面电导率等因素对流动稳定性的影响[11]。……