鐵磁流體發(fā)電及自旋效應(yīng)數(shù)值分析研究.pdf

1、鐵磁流體是一種新型的納米智能材料，兼有固體磁性材料的磁性和液體的流動(dòng)性，是納米材料、液態(tài)體系和刺血技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值．磁流體發(fā)電技術(shù)及磁流體旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象是磁流體兩個(gè)非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域.本文主要內(nèi)容是進(jìn)行鐵磁磁流體發(fā)電實(shí)驗(yàn)研究及磁場(chǎng)作用下一類特殊的鐵磁流體管道流中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象的數(shù)值分析研究，具體包括以下兩個(gè)方面：
　　1．依據(jù)國內(nèi)外有關(guān)磁流體發(fā)電實(shí)驗(yàn)方面的理論研究，在Hitoshi Yam-aguchi等人設(shè)計(jì)的室溫狀

2、態(tài)下的磁流體發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，利用靜電計(jì)直接代替外電阻測(cè)量試管內(nèi)磁流體在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的電壓值，并搭建了簡化后的實(shí)驗(yàn)裝置，直接研究影響實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的磁流體電壓值的因素并結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)，從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度對(duì)常溫下磁流體發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究．令人滿意的是，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析相符，即實(shí)驗(yàn)試管中磁流體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨著溫度、內(nèi)電阻的增大而減小，隨著實(shí)驗(yàn)流體的速度的增大而增大．本文同時(shí)還給出了描述試管內(nèi)磁流體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)、

3、速度和溫度三者關(guān)系的圖像．最后，將取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前人實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置的可行性．
　　2．鐵磁流體在外加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁顆粒將沿著相應(yīng)的剪切平面自由旋轉(zhuǎn)，流體被驅(qū)動(dòng)繞粒子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生一個(gè)外加的流體動(dòng)能的耗散項(xiàng)，而此耗散項(xiàng)是由所謂的磁粘度引起的．本文通過分析一類特殊的鐵磁流體管道流控制方程，發(fā)現(xiàn)在磁場(chǎng)作用下該類鐵磁流體管道流具有自旋效應(yīng)，即產(chǎn)生磁粘度，并給出了磁粘度的表達(dá)式．通過數(shù)值計(jì)算發(fā)現(xiàn)，磁粘度隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度