Моделирование перемещения частицы в неоднородно нагретой поляризующейся жидкости
Автор: Мартынов Сергей Иванович
Рубрика: Математическое моделирование
Статья в выпуске: 1 т.14, 2021 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается модель перемещения частицы в неоднородно нагретой поляризующейся жидкости. Предполагается, что диэлектрическая проницаемость жидкости зависит от температуры, коэффициенты температуропроводности частиц и жидкости различны, а распределение температуры не зависит от движения жидкости, что соответствует малым числам Пекле. Динамика жидкости рассматривается в приближении малых чисел Рейнольдса с учетом объемной силы, действующей на нее со стороны электрического поля при наличии градиента температуры. Перемещение частицы обусловлено действием сил, как со стороны самой жидкости, так и приложенного внешнего электрического поля. В линейном приближении по заданным градиентам температуры и приложенного внешнего электрического поля получено общее выражения для силы, действующей на частицы в такой жидкости и проведен качественный анализ их перемещения в результате перекрестного действия градиента температуры и электрического поля.
Градиент температуры, поляризующаяся жидкость, частицы, электрическое поле, сила взаимодействия
Короткий адрес: https://sciup.org/147235037
IDR: 147235037 | УДК: 532.529:541.182 | DOI: 10.14529/mmp210104
On the force acting on particles in an inhomogeneously heated polarizing liquid
The formulation of the problem and the method of its solution for determining the force acting on particles in a non-uniformly heated polarizable liquid, both from the side of the liquid itself and from the applied external electric field, are considered. It is assumed that the dielectric constant of a liquid depends on temperature, the coefficients of thermal diffusivity of particles and liquid are different, and the temperature distribution does not depend on the motion of the liquid, which corresponds to small Peclet numbers. The dynamics of a fluid is considered in the approximation of small Reynolds numbers, taking into account the volume force acting on it from the side of the electric field in the presence of a temperature gradient. The solution to the problem is sought in the linear approximation with the specified temperature gradients and the applied external electric field. A general expression for the force acting on particles in such a liquid is obtained and a qualitative analysis of their dynamics as a result of the cross action of the temperature gradient and the electric field is carried out.
Список литературы Моделирование перемещения частицы в неоднородно нагретой поляризующейся жидкости
- Де Гроот, С.Р. Неравновесная термодинамика / С.Р. де Гроот, П. Мазур. - М.: Мир, 1964.
- Баканов, С.П. Теория термофореза больших твердых аэрозольных частиц / С.П. Баканов, Б.В. Дерягин // Доклады Академии наук СССР. - 1962. - Т. 147, № 1. - С. 139-142.
- Volker, T. Thermodiffusion in Magnetic Fluids / T. Volker, E. Blumsb, S. Odenbacha // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2002. - № 252. - P. 218-220.
- Volker, T. The Influence of a Uniform Magnetic Field on the Soret Coefficient of Magnetic Nanoparticles / T. Volker, S. Odenbach // Physics of Fluids. - 2003. - № 15. - P. 2198.
- Lange, A. Magnetic Soret Effect: Application of the Ferrofluid Dynamics Theory / A. Lange // Physical Review Journals. - 2004. - № 70. - Article ID: 046308. - 14 p.
- Sprenger, L. Thermodiffusion in Ferrofluids Regarding Thermomagnetic Convection / L. Sprenger, A. Lange, S. Odenbach // Comptes Rendus Mecanique. - 2013. - № 341. -P. 429-437.
- Блум, Э.Я. О термофорезе частиц в намагничивающихся суспензиях / Э.Я. Блум // Магнитная гидродинамика. - 1979. - № 1. - С. 23-27.
- Мартынов, С.И. Движение частиц в неоднородно нагретой намагничивающейся или поляризующейся жидкости / С.И. Мартынов, В.А. Налетова, Г.А. Тиминин // Современные проблемы электрогидродинамики. - М.: МГУ, 1984. - С. 133-144.
- Барышников, А.А. Исследование и разработка технологии увеличения нефтеотдачи за счет вытеснения с применением электромагнитного поля: дис. ... канд. физ.-мат. наук / А.А. Барышников. - Великий Новгород, 2014.
- Vissers, T. Band Formation in Mixtures of Oppositely Charged Colloids Driven by an ac Electric Field / T. Vissers, A. van Blaaderen, A. Imhof // Physical Review Letters. - 2011. -№ 106. - Article ID: 228303. - 4 p.
- Xiang-Zhong Chen. Recent Developments in Magnetically Driven Micro- and Nanorobots / Xiang-Zhong Chen, M. Hoop, F. Mushtaq, E. Siringil, Chengzhi Hu, B.J. Nelson, S. Pane // Applied Materials Today. - 2017. - V. 9. - P. 37-48.
- Мартынов, С.И. Гидродинамическое взаимодействие частиц / С.И. Мартынов // Известия РАН. Механика жидкости и газа. - 1998. - № 2. - С. 112-119.
- Коновалова, Н.И. Моделирование динамики частиц в быстропеременном потоке вязкой жидкости / Н.И. Коновалова, С.И. Мартынов // Журнал вычислительной математики и математической физики. - 2012. - Т. 52, № 12. - С. 1-13.
