Экспериментальное и численное исследование течения со свободной поверхностью в жидкометаллической мишени без окон

Приводятся результаты экспериментального и численного исследования характера течения со свободной поверхностью в жидкометаллической мишени без окон, являющейся основной частью ускоряемых систем. Эксперименты выполнены с использованием замкнутого цикла для жидкого галлия, численное моделирование проведено с помощью пакета ANSYS CFX на основе трехмерной модели мишени. Рабочие параметры мишени измерялись в эксперименте и затем использовались в краевых условиях при численном моделировании. Показано, что определенная при численном моделировании высота, на которой расположена свободная поверхность, соответствует экспериментальным данным. С увеличением скорости входного потока и уменьшением давления на выходе высота, на которой расположена свободная поверхность, уменьшается. В результате численного моделирования установлено, что ниже выходного отверстия внутренней трубки мишени образуются зоны стагнации, представляющие собой большие вихри, и области обратного течения.