كليدواژه :
ديناميك ذرات , ميكروساختارها , سيالات مگنتورئولوژيكال , شبيه سازي DEM-LBM , برهمكنش هاي مغناطيسي
چكيده فارسي :
بررسی ساختارهای میكرونی تشكیل شده در سیالات مگنتورئولوژیكال در حضور میدان مغناطیسی و همچنین تحت
شرایط برش، میتواند به درك عمیقتر تغییرات خواص رئولوژیكی این سوسپانسیون ها در اثر اعمال میدان، منجر شود.
در این مقاله برای شبیه سازی دینامیك ذرات، از روش DEM و در خصوص سیال پایه از LBM و با در نظر گرفتن
برهمكنش های مغناطیسی به كمك مدل دوقطبی ثابت، بهره گرفته شده است. شبیه سازی ها در دو مرحله ی تشكیل
ستونهای ذرات تحت میدان خارجی و اعمال نیروی برشی، برای سوسپانسیون 21 درصد حجمی ذرات آهن كربنیل
42 و 241 كیلوآمپر بر متر، و نرخ ، درون روغن سیلیكون، انجام گرفت. آرایش نهایی ذرات برای شدت میدان های 27
برشهای تا 2444 بر ثانیه، مورد بررسی قرار گرفت. برای تشكیل زنجیره های ذرات و تكامل آنها تا تشكیل كامل
ستونهای ذرهای در راستای میدان مغناطیسی اعمالی به شدت 241 كیلوآمپر بر متر، مدت زمان حدودی 24 میلی ثانیه
حاصل شد. با اعمال برش، زاویه گرفتن ستونهای ذرات از راستای میدان مشاهده شد، و در نرخ برش های بالاتر تغییر
ساختاری از حالت ستونی به آرایش صفحه ای شكل رخ داد كه با نتایج تجربی و شبیه سازی سایر محققان همخوانی دارد
چكيده لاتين :
Magnetorheological fluids is a type of smart fluids, which can rapidly be changed from a liquid state to a solid state, by application of a magnetic field. In recent studies, particle-level simulation of MR fluids has been a very interesting object, and more accurate methods which take into account fundamental phenomena in flow of MR fluids, i.e. particle dynamics, magnetic forces and base fluid hydrodynamics. One of these simulation approaches is DEM-LBM coupling method, which has been used in this work, with consideration of magnetic interactions. The motion of base fluid is simulated using the Lattice Boltzmann Method (LBM), and dynamic of suspended particles in MR fluid is calculated using the Discrete Element Method (DEM). Furthermore, dipolar interactions between magnetized particles, is modeled by implementation of the fixed dipole model, into LAMMPS. The simulations were performed using a MR fluid of containing about 15 percent volume fraction of suspended carbonyl iron particles in silicone oil, under shear loading. The shear rate was varied from about 30 to 1000 s-1, in the presence of magnetic field strengths of 36, 73 and 109 kA/m. The particle columns forms in about 30 milliseconds, after application of magnetic field. The steady state configuration of magnetic particles under several shear load conditions were studied.
