ФАКТОР ФОРМЫ В ЗАДАЧАХ О СЕГРЕГАЦИИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

Автор: Евгений Сергеевич Попов

Соавторы: Гончаров М.М Буркова Е.Н Юрина А.Д.

Организация: Пермский Государственный Национальный Исследовательский Университет

Рисунок 1. а - схематическое представление области решения, б - магнитный цилиндр в магнитной жидкости, в - зависимость магнитной силы, действующей на магнит, от перемещения вдоль оси z.

 Работа посвящена численному исследованию фактора формы в задачах о сегрегации магнитной жидкости. Рассматриваемая геометрия представляет собой полость цилиндрической формы, заполненной в начальный момент времени однородной магнитной жидкостью (Рисунок 1а). В жидкости размещается исследуемый парамагнитный образец с сечением в форме правильного многоугольника. Помещенный во внешнее однородное магнитное поле материал образца намагничивается, что приводит к появлению градиентов модуля напряженности и, как следствие, концентрации магнитной жидкости. Возникающие неоднородности создают нескомпенсированное давление на поверхность магнитного материала, приводящее к появлению выталкивающей силы [1].

Величина и направление этой силы, а также степень сегрегации магнитной жидкости, находятся в зависимости от интенсивности внешнего поля, формы и положения образца. Помимо анализа соответствующих зависимостей было определено положение нейтральной «плавучести» для различных форм погруженного объекта [2].

Результаты расчетов подкреплены экспериментальными исследованиями. Достигнуто хорошее совпадение предсказанных и наблюдаемых значений силы в различных вертикальных положениях алюминиевого цилиндра [3].

 Результаты работы помогут лучше понять седиментационные процессы, протекающие в акселерометрах и уплотнителях, использующих в качестве рабочих сред магнитную жидкость.

1.        Розенцвейг Р. Феррогидродинамика. М.: Мир, 1989. 357 с.

2.        Kuznetsov A. A. Pshenichnikov A. F. Sedimentation equilibrium of magnetic nanoparticles with strong dipole-dipole interactions // Physical Review E. 2017. №. 95, С. 032609.

3.        Пшеничников А. Ф. и др. Сила, действующая на немагнитное тело в магнитной жидкости // Вестник Пермского университета. Физика. 2018. №. 3 (41).