رفتار قطره سیال دی‌الکتریک تحت تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت

در این پژوهش به بررسی رفتار یک قطره سیال دی الکتریک تحت اثر میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت اعمال شده، پرداخته شده است که پیش از این تصور بر آن بود که میدان مغناطیسی یکنواخت بر سیالات دی الکتریک نیروی خالصی وارد نمی کند. به منظور مشخص شدن اثر خالص میدان مغناطیسی یکنواخت، قطره ساکن در ستون سیالی که خود ساکن است، در نظر گرفته شد. با توجه به اینکه رفتار قطره در سطح افقی بررسی شده است، اثر خالص جاذبه گرانشی زمین بر قطره و سیال اطراف آن نیز صفر است. در نتیجه بروز هرگونه تغییری در وضعیت قطره مورد مطالعه ناشی از اثر میدان مغناطیسی اعمال شده خواهد بود. برای انجام این پژوهش از تحلیل عددی استفاده شده است. معادلات اصلی حاکم بر مساله شامل معادلات پیوستگی، مومنتوم، معادلات لول ست برای شبیه سازی مرز مشترک فازها و نیز معادلات بازسازی و مقداردهی مجدد معادلات لول ست برای کنترل خطای جرمی این روش هستند. معادلات حاکم بر مساله با کدنویسی در محیط برنامه نویسی فرترن گسسته سازی و حل شده است. رفتار قطره مورد مطالعه در رژیم های مختلف قطره و نیز تحت تاثیر قدرت های مختلف میدان مغناطیسی اعمال شده، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش در حالت های مختلف بررسی شده، نشان می دهد که قطره ساکن در اثر میدان مغناطیسی اعمال شده دچار تغییر شکل شده و شروع به ارتعاش می کند که سبب القای حرکت در سیال ساکن اطراف خود نیز می شود.

Behaviour of Dielectric Fluid Droplet under the Influence of Uniform Magnetic Field

In this research, the behaviour of a single droplet of the dielectric field under the effect of the applied external uniform magnetic field has been investigated. Previously, it was thought that no force is applied to the dielectric fluids when exposed to the uniform magnetic field. A stagnant droplet in a quiescent fluid column was considered in order to determination of the net effect of the applied uniform magnetic field. Considering that the droplet behaviour has been investigated in the horizontal plane, the net effect of the gravity on the droplet and the surrounding fluid is also zero. Therefore, any change in the condition of the considered droplet will be due to the effect of the applied magnetic field. Numerical analysis has been used to perform this research. The governing equations of the problem are the continuity, momentum, level set equations for interface simulation, reinitialization and reconstruction equations of the level set equations to control the mass dissipation of this method. The governing equations have been discretized and solved by developing code in the Fortran programming environment. The behaviour of the considered droplet in various regimes has been investigated under the different magnitudes of the applied magnetic field. The results of the research in various cases show that stagnant droplet deforms under the effect of the applied magnetic field and starts to vibrate which also induces the motion in the surrounding quiescent fluid.