Математическое моделирование автоволнового процесса в тонком слое магнитного коллоида
УДК
538.97:539.216:539.23DOI:
https://doi.org/10.31429/vestnik-17-4-57-67Аннотация
В настоящее время разработаны достаточно сложные модели автоволновых процессов, пригодные для их количественного описания. Они представляют собой краевые задачи систем нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, однако, их решение и интерпретация результатов достаточно затруднительны. Поэтому актуальным является построение упрощенных моделей автоволн, позволяющих исследовать и анализировать их основные свойства. Научная новизна работы заключается в разработке адекватной математической 1D модели автоволнового процесса, экспериментально наблюдаемого в тонком слое магнитного коллоида (магнитной жидкости), получении решения в среде моделирования физических процессов СOMSOL Multiphysics 5.5. Предсказательной ценностью данной модели являются определение критического значения скачка потенциала, нахождения времени установления периода колебаний и других характеристик процесса.
Ключевые слова:
автоволны, магнитная жидкость, компьютерное моделирование, математическое моделирование, нелинейные процессы, 1D модель автоволнового процесса, перезарядка частиц, СOMSOLИнформация о финансировании
Исследование выполнено в рамках работы Международной лаборатории компьютерного и математического моделирования нелинейных процессов "Computer and mathematical modeling of nonlinear processes".
Библиографические ссылки
- Диканский Ю.И., Нечаева О.А., Закинян А.Р. Деформация микрокапель магниточувствительной эмульсии в магнитном и электрическом полях // Коллоидный журнал. 2006. Т. 68. № 2. С. 161–165. [Dikansky, Yu.I., Nechaeva, O.A., Zakinyan, A.R. Deformatsiya mikrokapel' magnitochuvstvitel'noy emul'sii v magnitnom i elektricheskom polyakh [Deformation of the microcapsule of the magnetic emulsion in the magnetic and electric poles]. Kolloidnyy zhurnal [Colloidal Journal], 2006, vol. 68, no. 2, pp. 161–165. (In Russian)]
- Бутенко А.А., Ларионов Ю.А., Никитин Л.В., Тулинов A.A., Чеканов В.В.Оптическая и магнитная интерференция в тонком прозрачном электроде, граничащем с магнитной жидкостью // Изв. АН СССР. Серия физ. 1991. Т. 55. №6. С. 1141–1145. [Butenko, A.A., Larionov, Yu.A., Nikitin, L.V. et al. Opticheskaya i magnitnaya interferentsiya v tonkom prozrachnom elektrode, granichashchem s magnitnoy zhidkost'yu [Optical and magnetic interference in a thin transparent electrode bordering a magnetic fluid]. Izvestiya AN SSSR. Seriya fizicheskaya [Izvestiya USSR Academy of Sciences. Series of physical]. 1991, vol. 55, no. 6, pp. 1141–1145. (In Russian)]
- Chekanov V.V. Kandaurova N.V. Chekanov V.S. Phase autowaves in the near-electrode layer in the electrochemical cell with a magnetic fluid // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017. Vol. 431. P. 38–41.
- Чеканов В.В., Кандаурова Н.В., Чеканов В.С. Экспериментальное наблюдение изменения коэффициента отражения света от поверхности раздела сред "вода– магнитная жидкость" в электрическом поле, волновое движение и неустойчивость поверхности // Журнал технической физики. 2014. Вып. 9. Т. 84. С. 26–31. [Chekanov, V.V., Kandaurova, N.V., Chekanov, V.S. Eksperimental'noe nablyudenie izmeneniya koeffitsienta otrazheniya sveta ot poverkhnosti razdela sred "voda–magnitnaya zhidkost'" v elektricheskom pole, volnovoe dvizhenie i neustoychivost' poverkhnosti [Experimental observation of the change in the reflection coefficient of light from the interface between the "water-magnetic fluid" media in an electric field, wave motion, instability of the surface]. Zhurnal tekhnicheskoy fiziki [Journal of technical physics], 2014, vol. 84, iss. 9, pp. 26–31. (In Russian)]
- Electrohydrodynamics. CISM Courses and Lectures. No. 380. Undine. Italy, 1998. 363 p.
- Zhakin A.I. Electrohydrodynamics: Basic Concepts, Problems and Applications. Kursk: University press, 1998. 132 с.
- Жакин А.И. Ионная электропроводность и комплексообразование в жидких диэлектриках // УФН. 2003. Т. 173. № 1. С. 51–68. [Zhakin, A.I. Ionnaya elektroprovodnost' i kompleksoobrazovanie v zhidkikh dielektrikakh [Ionic conductivity and complexation in liquid dielectrics]. Uspekhi fizicheskikh nauk [Advances in Physical Sciences], 2003, vol. 173, no. 1, pp. 51–68. (In Russian)]
- Жакин А.И. Приэлектродные и переходные процессы в жидких диэлектриках // УФН. 2006. Т. 176. № 3. С. 289–310. [Zhakin, A.I. Near-electrode and transient processes in liquid dielectrics. Uspekhi fizicheskikh nauk [Advances in Physical Sciences], 2006, vol. 176, no. 3, pp. 289–310. (In Russian)]
- Жакин А.И. Электрогидродинамика // УФН. 2012. Т. 182. № 5. С. 495–520. [Zhakin, A.I. Electrohydrodynamics. Uspekhi fizicheskikh nauk [Advances in Physical Sciences], 2012, vol. 182, no. 5, pp. 495–520. (In Russian)]
- Диканский, Ю.И., Нечаева, О.А. Структурные превращения в магнитной жидкости в электрическом и магнитных полях // Коллоидный журнал. 2003. Т. 65. № 3. С. 338–342. [Dikansky, Yu.I., Nechaeva, O.A. Strukturnye prevrashcheniya v magnitnoy zhidkosti v elektricheskom i magnitnykh polyakh [Structural transformations in a magnetic fluid in electric and magnetic fields]. Colloid journal [Kolloidnyy zhurnal], 2003, vol. 65, no. 3, pp. 338–342. (In Russian)]
- Остроумов Г.А. Межэлектродная осцилляция частиц дисперсной фазы. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. М.: Наука, 1979. 319 с. [Ostroumov, G.A. Mezhelektrodnaya ostsillyatsiya chastits dispersnoy fazy. Vzaimodeystvie elektricheskikh i gidrodinamicheskikh poley [Interelectrode oscillation of dispersed phase particles. Interaction of electric and hydrodynamic fields]. Nauka, Moscow, 1979. (In Russian)]
- Шилов В.Н., Дейнега Ю.Ф. К теории эффектов межэлектродной циркуляции, межэлектродного сжатия дисперсной фазы в неводных дисперсных системах // Коллоидный журнал. 1969. Т. 31. С. 908–912. [Shilov, V.N., Deynega, Yu.F. K teorii effektov mezhelektrodnoy tsirkulyatsii, mezhelektrodnogo szhatiya dispersnoy fazy v nevodnykh dispersnykh sistemakh [On the theory of the effects of interelectrode circulation, interelectrode compression of the dispersed phase in non-aqueous dispersed systems]. Colloid journal [Kolloidnyy zhurnal], 1969, vol. 31, pp. 908–912. (In Russian)]
- Chekanov V.V., Kandaurova N.V., Chekanov V.S. Calculation of the membrane thickness of magnetite nanoparticles on the surface of the transparent conductive electrode in the electric field // Journal of Nano- and Electronic Physics. 2015. Vol. 7. Iss. 4, Part 1. P. 04041–04043.
- Chekanov V.V., Kandaurova N.V., Chekanov V.S. Thickness Calculation of thin transparent conductive membrane on the border with a magnetic fluid // Journal of Nano- and Electronic Physics. 2016. Vol. 8. Iss. 4. P. 04045–04048.
- Ньюмен Дж. Электрохимические системы. М.: Мир, 1977. 463 с. [Newman, J. Elektrokhimicheskie sistemy [Electrochemical systems]. Mir, Moscow, 1977. (In Russian)]
Скачивания

Загрузки
Даты
Поступила в редакцию
Принята к публикации
Публикация
Как цитировать
Лицензия
Copyright (c) 2020 Чеканов В.С., Коваленко А.В., Дискаева Е.Н., Кириллова Е.В.

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.