کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5490180 1524784 2017 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Regime of aggregate structures and magneto-rheological characteristics of a magnetic rod-like particle suspension: Monte Carlo and Brownian dynamics simulations
ترجمه فارسی عنوان
رژیم ساختارهای جامد و ویژگی های مغناطیسی رئوولوژیک یک سوکت ذره مانند مغناطیسی: شبیه سازی پویایی مونت کارلو و براون
کلمات کلیدی
پراکندگی کلوئیدی مغناطیسی، مونت کارلو، پویایی براون، ذرات مغناطیسی فرومغناطیسی، تغییر رژیم، ساختار انبوه، مغناطیس رئولوژی، ویسکوزیته،
ترجمه چکیده
در مطالعه حاضر، ما در مورد تعلیق تشکیل شده ذره های فرومغناطیسی میله مانند برای توضیح تغییر رژیم در ساختارهای جامد و ویژگی های مغناطیسی. شبیه سازی مونت کارلو برای بررسی ساختارهای کلیدی در تعادل ترمودینامیکی و شبیه سازی پویایی براون برای ویژگی های مغناطیسی در یک جریان برشی ساده استفاده شده است. نتایج اصلی به دست آمده در اینجا خلاصه به شرح زیر است. برای مورد تعادل ترمودینامیکی، ذرات میله مانند به شکل خوشه های زنجیره ای ضخیم تشکیل شده و خوشه های همسایه در جهت مخالف قرار دارند. اگر میدان مغناطیسی خارجی افزایش یابد، خوشه های زنجیره ای ضخیم در جهت میدان مغناطیسی با جذب خوشه های همسایه که در جهت مخالف هستند، ضخیم تر می شوند. از این رو، تغییر فاز قابل توجهی در ذرات ذرات بوسیله افزایش قدرت میدان مغناطیسی ایجاد نمی شود. برای یک مورد یک جریان برش ساده، حتی یک جریان برشی ضعیف باعث تغییر رژیم قابل توجهی از خوشه های زنجیره ای ضعیف تعادل ترمودینامیکی به مقادیر مشابه دیوار تشکیل شده از خوشه های کوتاه مانند قایق می شود. یک میدان مغناطیسی قوی خارجی، این ترکیبات را به طور گسترده ای به دانه های مشابه دیوار متشکل از خوشه های زنجیره ضخیم به جای خوشه های کوتاه مانند قایق تغییر می دهد. ساختار داخلی این سازه ها به شدت تحت تأثیر جریان برشی قرار نگرفته است و شکل گیری خوشه های کوتاه مانند قایق در داخل دانه ها نگهداری می شود. سهم اصلی ویسکوزیته خالص مولکول ویسکوزیته به علت نیروهای متقاطع ذرات مغناطیسی در رابطه با کسر حجمی موجود است. از این رو، یک اثر بزرگتر مغناطیسی مغناطیسی و همچنین یک میدان مغناطیسی قوی تر باعث افزایش اثر مگنتو رئولوژیکی می شود. با این حال، وابستگی ویسکوزیته به این عوامل با پیچیدگی مشخص می شود که آیا سازه های دیوار مانند عمدتا از خوشه های کوتاه مانند قایق تشکیل شده است یا خیر. افزایش توابع نرخ برشی به سادگی کاهش اثر ذرات ذره ذره و تعاملات ذرات میدان.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه فیزیک و نجوم فیزیک ماده چگال
پیش نمایش مقاله
رژیم ساختارهای جامد و ویژگی های مغناطیسی رئوولوژیک یک سوکت ذره مانند مغناطیسی: شبیه سازی پویایی مونت کارلو و براون
چکیده انگلیسی
In the present study, we address a suspension composed ferromagnetic rod-like particles to elucidate a regime change in the aggregate structures and the magneto-rheological characteristics. Monte Carlo simulations have been employed for investigating the aggregate structures in thermodynamic equilibrium, and Brownian dynamics simulations for magneto-rheological features in a simple shear flow. The main results obtained here are summarized as follows. For the case of thermodynamic equilibrium, the rod-like particles aggregate to form thick chain-like clusters and the neighboring clusters incline in opposite directions. If the external magnetic field is increased, the thick chain-like clusters in the magnetic field direction grow thicker by adsorbing the neighboring clusters that incline in the opposite direction. Hence, a significant phase change in the particle aggregates is not induced by an increase in the magnetic field strength. For the case of a simple shear flow, even a weak shear flow induces a significant regime change from the thick chain-like clusters of thermodynamic equilibrium into wall-like aggregates composed of short raft-like clusters. A strong external magnetic field drastically changes these aggregates into wall-like aggregates composed of thick chain-like clusters rather than the short raft-like clusters. The internal structure of these aggregates is not strongly influenced by a shear flow, and the formation of the short raft-like clusters is maintained inside the aggregates. The main contribution to the net viscosity is the viscosity component due to magnetic particle-particle interaction forces in relation to the present volumetric fraction. Hence, a larger magnetic interaction strength and also a stronger external magnetic field give rise to a larger magneto-rheological effect. However, the dependence of the viscosity on these factors is governed in a complex manner by whether or not the wall-like aggregates are composed mainly of short raft-like clusters. An increase in the shear rate functions to simply decrease the effect of the magnetic particle-particle and the particle-field interactions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Magnetism and Magnetic Materials - Volume 437, 1 September 2017, Pages 29-41
نویسندگان
, ,