Numerical simulation of anisotropic particles behavior in magnetic fluids

• Autorzy: Barski M. , Chwał M. , Kędziora P.

Warianty tytułu

PL

Symulacja numeryczna anizotropowego zachowania cząstek w płynie magnetycznym

• Konferencja: "KOMPOZYTY" - Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna POLIMERY I KOMPOZYTY KONSTRUKCYJNE (12 ; 07-11.05.2012 ; Gliwice, Polska - Praga, Czechy)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The magnetic fluids consist of ferromagnetic particles immersed in a carried fluid. Under external magnetic field, these particles formulate the cluster structures inside the carried fluid. Usually, the isotropy of the magnetic permeability is assumed. As the result of computational simulation, the single, isolated thin chains of the particles are obtained. In the present work the influence of the local anisotropy of magnetic permeability on the final distribution of particles is discussed. Now the pattern of particles is more irregular and for the sufficient large value of volume fraction the clusters of particles can be observed. The Molecular Dynamic methods are applied. In order to describe the anisotropic properties of the effective magnetic permeability the matrix with dimension 3x3 is introduced. The values of the elements of the mentioned matrix are evaluated with aid of the numerical homogenization method. Further, the theoretical model of magnetic fluid, physical interactions acting on each particle taken under consideration and equation of motion is formulated.

PL

Płyn magnetyczny jest to zawiesina ferromagnetycznych cząstek w płynie nośnym. Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego cząstki te formułują regularne struktury przypominające łańcuchy. W większości prac zakładana jest izotropia własności magnetycznych w otoczeniu pojedynczej cząstki. Jako rezultat symulacji uzyskać można proste, regularne łańcuchy cząstek. W obecnej pracy rozważano wpływ lokalnej anizotropii własności magnetycznych na ostateczny kształt struktury wewnętrznej. Obecnie wynik symulacji jest jakościowo inny. Struktury są nieregularne przez co bardziej przypominają te, jakie zaobserwować można w praktyce. Wykorzystano metodę dynamiki molekularnej. Do opisu anizotropii wykorzystano macierz współczynników, których wartości wyznaczono w oparciu o wyniki dokonanej wcześniej homogenizacji numerycznej. Przedstawiono również teoretyczny model cieczy magnetycznej oraz podstawowe rodzaje uwzględnionych oddziaływań.

Słowa kluczowe

EN

magnetic fluid; anisotropy; numerical simulation; magnetic properties; molecular dynamic method; numerical homogenization method

PL

płyn magnetyczny; anizotropia; symulacja numeryczna; właściwości magnetyczne; metoda dynamiki molekularnej; metoda homogenizacji numerycznej

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2012
• Tom: [R.] 18, nr 3
• Strony: 127--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Barski M.

autor

Chwał M.

autor

Kędziora P.

• Politechnika Krakowska, Instytut Konstrukcji Maszyn, Al. Jana Pawła II 37, 31-866 Kraków

Bibliografia

• 1. Barski M., Homogenization methods of smart two-phase materials reinforced by particles [in Polish], Monografia 402, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2011.
• 2. Chantrell R., Bradbury A., Popplewell J., Charles S., Journal of Physics D: Applied Physics 1980, nr 13.
• 3. Muc A., Barski M., Mechanics of Composite Materials 2011, Vol. 47, No. 4, p. 387-394.
• 4. Parthasarathy M., Klingenberg D. J., Mater Sci & Eng 1996, nr R17, p. 57-103.
• 5. Ly H. V., Reitich F., Jolly M. R., Banks H. T., Ito K., J. Comput. Phys. 1999, nr 155, p. 160-177.
• 6. Rabinow J., AIEE Trans. 1948, nr 67, p. 1308-1315.
• 7. Winslow W. M., Journal of Applied Physics 1949, nr 20, p. 1137-1140.