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磁性肥皂膜的薄膜模型。 (英语) Zbl 07844502号

摘要:在非均匀磁场的作用下,磁性肥皂膜受广泛的相互联系的物理控制。磁性肥皂膜的研究需要开发综合模型来支持实验观察。在本研究中,将薄膜近似应用于Navier-Stokes方程,导出了一个磁性皂膜厚度模型,该模型考虑了界面迁移率、表面活性剂迁移和磁铁矿纳米粒子(NP)迁移的影响。该模型由膜厚、界面速度、界面表面活性剂浓度和磁铁矿NP浓度的耦合方程组组成。利用Galerkin有限元法求解方程组,对肥皂膜和磁性肥皂膜进行了模拟,并与实验结果进行了比较。模拟结果表明,界面流动可以控制薄膜变薄的速度,而磁化对局部磁铁矿NP浓度的依赖性可以影响磁驱动流的预测速度。此外,模拟结果表明,该模型能够预测肥皂膜的边缘再生,与实验定性一致;该模型还预测了与磁性肥皂膜实验中相同的流动模式。总的来说,这项研究提高了肥皂膜和磁性肥皂膜模型的状态,并将有助于获得对磁性肥皂膜的长期排水和稳定性的控制。

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