Моделирование перемещения частицы в неоднородно нагретой поляризующейся жидкости

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.

Ключевые слова

градиент температуры; поляризующаяся жидкость; частицы; электрическое поле; сила взаимодействия.

Литература

1. Де Гроот, С.Р. Неравновесная термодинамика / С.Р. де Гроот, П. Мазур. - М.: Мир, 1964.
2. Баканов, С.П. Теория термофореза больших твердых аэрозольных частиц / С.П. Баканов, Б.В. Дерягин // Доклады Академии наук CCCР. - 1962. - Т. 147, № 1. - С. 139-142.
3. Volker, T. Thermodiffusion in Magnetic Fluids / T. Volker, E. Blumsb, S. Odenbacha // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2002. - № 252. - P. 218-220.
4. 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.
5. Lange, A. Magnetic Soret Effect: Application of the Ferrofluid Dynamics Theory / A. Lange // Physical Review Journals. - 2004. - № 70. - Article ID: 046308. - 14 p.
6. Sprenger, L. Thermodiffusion in Ferrofluids Regarding Thermomagnetic Convection / L. Sprenger, A. Lange, S. Odenbach // Comptes Rendus Mecanique. - 2013. - № 341. - P. 429-437.
7. Блум, Э.Я. О термофорезе частиц в намагничивающихся суспензиях / Э.Я. Блум // Магнитная гидродинамика. - 1979. - № 1. - С. 23-27.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. Мартынов, С.И. Гидродинамическое взаимодействие частиц / С.И. Мартынов // Известия РАН. Механика жидкости и газа. - 1998. - № 2. - С. 112-119.
13. 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.