О влиянии магнитофореза коллоидных частиц и межчастичных взаимодействий на левитацию постоянного магнита в магнитной жидкости
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2016-3-32-41Аннотация
Численно, в двумерной постановке, решена задача о силах, действующих на постоянный магнит, помещенный в прямоугольную полость с концентрированной магнитной жидко-стью. Задача решена с учетом магнитофореза и диффузии частиц, размагничивающих полей и межчастичных взаимодействий. Рассчитаны размагничивающее поле и поле концентрации коллоидных частиц. Приведена зависимость результирующей силы, действующей на магнит, от его смещения из положения равновесия и параметра межчастичных взаимодействий. Продемонстрировано сильное влияние магнитофореза частиц и межчастичных взаимодействий на равновесное положение магнита в полости.Поступила в редакцию 22.10.2016; принята к опубликованию 05.11.2016Библиографические ссылки
Rosensweig R. E. Ferrohydrodynamics. Cambridge University Press, 1985.
Naletova V. A, Shkel I. A. Force exerted on a body by a magnetic liquid in a nonuniform magnetic field. Magnetohydrodynamics, 1987, vol. 23, no. 2. pp. 173–175.
Naletova V. A., Timonin G. A., Shkel I. A. Force acting on a body in a nonuniformly heated magnetizable fluid. Fluid Dynamics 1989, vol. 24, no. 2, pp. 225–231.
Kvitancev A. S., Naletova V. A., Turkov V. A. Levitation of magnets and paramagnetic bodies in vessels filled with magnetic fluid. Fluid Dynamics, 2002, vol. 3, pp. 361–368.
Naletova V. A., Pelevina D. A., Turkov V. A. Statics of a magnetic fluid containing magnetic field concentrators, Fluid Dynamics, 2009, vol. 44, no 6. pp. 797–803.
Pshenichnikov A. F., Lebedev A. V. Low-temperature susceptibility of concentrated magnetic fluids. The Journal of Chemical Physics, 2004, vol. 121, no. 11, pp. 5455–5467.
Ivanov A. O., Kantorovich S. S., Reznikov E. N., Holm C., Pshenichnikov A. F., Lebedev A. V., Chremos A., Camp P. J. Magnetic measurements as a key for the particle size distribution in ferrofluids: experiment, theory, and computer simulations. Magnetohydrodynamics, 2007, vol. 43, no. 4, pp. 393–399.
Pshenichnikov A. F., Burkova E. N. Effect of demagnetizing fields on particle spatial distribution in magnetic fluids. Magnetohydrodynamics, 2012, vol. 48, no. 3, pp. 503–513.
Naletova V. A., Pelevina D. A., Turkov V. A. Static of a magnetic fluid containing magnetic field concentrators. Fluid Dynamics, 2009, vol. 44, no. 6, pp. 797–803.
Pshenichnikov A. F. Computation of demagnetizing fields and particle distribution in magnetic fluid with inhomogeneous density. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2012, vol. 324, pp. 1342–1347.
Corn G. A., Corn T. M. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. McGraw-Hill Book Co. New York, 1968.
Ivanov A. O., Kuznetsova O. B. Magnetic properties of dense ferrofluids: an influence of interparticle correlations. Physical Review E, 2001, vol. 64, 041405.
Pshenichnikov A. F., Lebedev A. V. Magnetic susceptibility of concentrated ferrocolloids. Colloid Journal, 2005, vol. 6, no 2, pp. 189–200.
Lukashevich M. V, Naletova V. A., Tsurikov S. N. Redistribution of the concentration of a magnetic fluid in a nonuniform magnetic field. Magnetohydrodynamics, 1988, vol. 24, no 3, pp. 318–323.
Buevich Yu. A., Zubarev A. Yu., Ivanov A. O. Brownian diffusion in concentrated ferrocolloids. Magnetohydrodynamics, 1989, vol. 25, no 2, pp. 172–176.
Frishfelds V., Blums E. Microconvection and mass transfer near bodies in non-uniformly magnetized ferrofluid. Magnetohydrodynamics, 2005, vol. 41, pp. 361–366.
Bashtovoi V. G., Polevikov V. K., Suprun A. E., Stroots A. V., Beresnev S. A. Influence of Brownian diffusion on static of magnetic fluid. Magnetohydrodynamics, 2007, vol. 43, no. 1, pp. 17–26.
Drikis I., Cebers A. Pattern formation at magnetophoretical motion in the selfmagnetic field of magnetic colloid. Magnetohydrodynamics, 2011, vol. 47, no. 1, pp. 3–10.
Bacri J.-C., Cebers A., Bourdon A., Demouchy G., Heegaard B. M., Kashevsky B., Perzynski R. Transient grating in a ferrofluid under magnetic field: Effect of magnetic interactions on the diffusion coefficient of translation. Physical Review E, 1995, vol. 52, 3936.
Morozov K. I. Gradient diffusion in concentrated ferrocolloids under the influence of a magnetic field. Physical Review E, 1996, 3841.
Pshenichnikov A. F., Elfimova E. V., Ivanov A. O. Magnetophoresis, Sedimentation and diffusion of particles in concentrated magnetic fluids. The Journal of Chemical Physics, 2011, vol. 134, pp. 184508.
Ivanov A. O. Fazovoe rassloenie magnitnoj zhidkosti (Phase separation of the magnetic fluid). Doctoral Thesis. Ekaterinburg: Ural Federal University, 1998, 295 p. (In Russian).
Ivanov A. S., Pshenichnikov A. F. Magnetophoresis and diffusion of colloidal particles in a thin layer of magnetic fluids. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2010, vol. 322, no 17, pp. 2575–2580.
Bashtovoi V. G., Polevikov V. K., Suprun A. E., Stroots A.V., Beresnev S.A. The effect of magnetophoresis and Brownian diffusion on the levitation of bodies in a magnetic fluid. Magnetohydrodynamics, 2008, vol. 44, no. 2, pp. 121–126.
Mamiya H., Nakatani I., Furubayashi T. Phase transitions of iron-nitride magnetic fluids. Physical Review Letters, 2000, vol. 84, 6106.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
