兩類特殊鐵磁流體邊界層方程的推導(dǎo).pdf

1、鐵磁流體是由納米級(jí)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(chǎng)存在時(shí)會(huì)被強(qiáng)烈極化。電磁流體是指某些導(dǎo)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(huì)被磁化。目前,對(duì)電磁流體邊界層方程的研究較多,給出了很多公式和結(jié)果,但是對(duì)鐵磁流體的邊界層的研究較少。鐵磁流體在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、測(cè)量、航空等方面都有廣泛的應(yīng)用:鐵磁流體發(fā)電、鐵磁流體拋光、利用鐵磁

2、流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸的無縫密封以及利用置于磁場(chǎng)內(nèi)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(dǎo)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(duì)鐵磁流體邊界層理論進(jìn)行了初步的研究,在一定的假設(shè)條件下,推導(dǎo)并獲得了泊肅葉流和庫(kù)埃特流這兩類特殊流的不導(dǎo)電鐵磁流體邊界層方程和導(dǎo)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(duì)于不導(dǎo)電的鐵磁流體,本文推導(dǎo)

3、并獲得了鐵磁流體運(yùn)動(dòng)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(dá)式。進(jìn)一步,本文繪制出了無量綱速度的圖像。對(duì)于不導(dǎo)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(dá)到最小。對(duì)于不導(dǎo)電的庫(kù)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(dǎo)電性不能忽略,在實(shí)際應(yīng)用中尤其是在鐵磁流體發(fā)電實(shí)驗(yàn)

4、中,需要考慮鐵磁流體導(dǎo)電的情況。因此,本文推導(dǎo)并獲得了導(dǎo)電鐵磁流體運(yùn)動(dòng)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(dá)式。進(jìn)一步,本文繪制出了無量綱速度的圖像。對(duì)于導(dǎo)電的泊肅葉流,本文得出了當(dāng)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(duì)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(duì)于導(dǎo)電的庫(kù)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(dǎo)電的鐵磁流