阿卜杜拉国王科技大学 铁磁流体的磁响应可以被建模,以扩展其在更广泛的领域中的应用,例如高级电子学和纳米医学
信用:KAUST 计算机模型通过仅考虑流体的表面,有效且精确地模拟铁磁流体的磁响应
当磁铁靠近时,从铁磁流体的光滑表面爆发出的尖状结构可以比以前想象的更精确地预测出来
考斯特的研究人员已经表明,计算算法可以通过仅模拟液体的表层来计算铁磁流体对磁体的竖立响应
铁磁流体是铁基颗粒的液体悬浮液,其行为类似于常规流体,但一旦有磁体存在,铁磁流体会迅速变形,形成与磁场对齐的尖峰
铁磁流体最初是由美国国家航空航天局开发的,它有许多用途,从先进的电子学到纳米医学,如果能更准确地预测它们的磁响应,它还有更广泛的应用潜力
张秀坤·米歇尔和他的团队正在应用计算机模拟来模拟铁磁流体的行为
“我们的目标是开发一种高效而精确的算法来模拟铁磁流体的宏观形状和动态运动,”博士黄立波说
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米歇尔团队中的学生
学分:阿卜杜拉国王科技大学 最近,着眼于更广泛的流体模拟领域,该团队已经表明,通过仅考虑液体表面来模拟流体运动的概念可以适用于铁磁流体
黄说:“虽然仅表面液体模拟为流体模拟提供了一个平台,但它对铁磁流体的扩展意义重大。”
为了仅基于流体的表面来模拟流体的行为,液体必须以简单的线性方式响应输入
大多数铁磁流体对磁场具有复杂的非线性响应
当磁铁靠近铁磁流体时,铁磁流体的形状会移动,形成与磁场对齐的尖峰
信用:黄等
然而,研究小组表明,只要磁场不太强,响应就接近线性,使他们能够对磁场响应进行仅表面计算
黄解释说,在模拟中,研究人员将液体表面表示成一系列三角形
“将铁磁流体表示为表面三角形使我们能够准确地估计液体界面的曲率以及界面位置,”他说
可以通过计算磁力和液体表面张力之间的相互作用来模拟尖峰结构
仅考虑流体的表面,而不是其整个体积,使得模拟的计算效率更高,从而能够更精确地模拟复杂的铁磁流体行为
“我们能够以精确的定量方式再现真实流体尖峰图案的尖峰之间的距离,”米歇尔说
“我们可以模拟更复杂的动态运动
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