兩類特殊鐵磁流體邊界層方程的推導.pdf

1、鐵磁流體是由納米級的磁性固體顆粒、承載液以及表面活性劑混合而成的一種穩(wěn)定的膠狀液體,它在磁場存在時會被強烈極化。電磁流體是指某些導電流體如等離子體、液態(tài)金屬等,它可以切割磁感線而產(chǎn)生電流。鐵磁流體和電磁流體的區(qū)別在于電磁流體中不含有鐵磁顆粒,故不會被磁化。目前,對電磁流體邊界層方程的研究較多,給出了很多公式和結果,但是對鐵磁流體的邊界層的研究較少。鐵磁流體在工業(yè)、醫(yī)學、測量、航空等方面都有廣泛的應用:鐵磁流體發(fā)電、鐵磁流體拋光、利用鐵磁

2、流體進行旋轉軸的無縫密封以及利用置于磁場內的鐵磁流體切除腫瘤等等。因此,研究鐵磁流體邊界層理論并且推導鐵磁流體邊界層方程有非常重要的意義。
　　本文基于電磁流體邊界層方程的研究方法,對鐵磁流體邊界層理論進行了初步的研究,在一定的假設條件下,推導并獲得了泊肅葉流和庫埃特流這兩類特殊流的不導電鐵磁流體邊界層方程和導電鐵磁流體邊界層方程。本文研究的鐵磁流體是不可壓縮、穩(wěn)定且具有粘性的流體。
　　首先,對于不導電的鐵磁流體,本文推導

3、并獲得了鐵磁流體運動方程的分解形式,并根據(jù)邊界條件分別求解出了流體速度與初始速度的表達式。進一步,本文繪制出了無量綱速度的圖像。對于不導電的泊肅葉流,在兩平板正中間,流體的無量綱速度取到最大;在平板邊界處,流體的無量綱化速度達到最小。對于不導電的庫埃特流,在距離上平板三分之一處,無量綱速度取到最大值,在平板邊界處,無量綱速度取到最小值。
　　其次,由于在一些特殊條件下,鐵磁流體的導電性不能忽略,在實際應用中尤其是在鐵磁流體發(fā)電實驗

4、中,需要考慮鐵磁流體導電的情況。因此,本文推導并獲得了導電鐵磁流體運動方程的分解形式,并根據(jù)邊界條件分別求解出了速度與初始速度的表達式。進一步,本文繪制出了無量綱速度的圖像。對于導電的泊肅葉流,本文得出了當Fa越大,速度曲線越平穩(wěn),管道壁附近的速度梯度也越大。對于在兩平板正中間的流體,流體的無量綱速度取到最大值。對于導電的庫埃特流,Fa越大,速度曲線越平穩(wěn),管道壁附近的速度梯度也越大。在平板邊界處,無量綱速度取到最小值。與不導電的鐵磁流