О выборе оптимальной конфигурации рамки и формы поперечного сечения рамочного МГД-канала

Решена вариационная задача о распределении тока и потенциала в плоскости поперечного сечения МГД-канала. Показано, что для любых распределений проводимости и скорости в поперечном сечении канала максимум мощности реализуется при интегральном условии обращения в нуль продольного тока. В случае однородного распределения скорости и двумерной неоднородности распределения проводимости распределение потенциала на стенках оптимального канала является линейным, т. е. стенки такого канала могут быть образованы плоскими проводящими рамками. Для двумерных неоднородностей распределения проводимости и скорости получено численное вариационное решение для прямоугольного канала. Показано, что искривление рамок в таком канале для типичных параметров потока незначительно и отличие величин мощности оптимального канала и канала с плоскими рамками невелико. В случае абсолютного максимума мощности значения продольного электрического поля и среднего поперечного тока, определяемые вариационным решением и оптимизированным решением для канала с плоскими рамками, всегда совпадают. На основе численного решения прямой электродинамической задачи исследовано влияние формы поперечного сечения канала с плоскими рамками на его характеристики. Показано, что каналы эллиптической (или круглой) формы имеют существенные преимущества перед прямоугольными каналами.