COMSOL磁流体动力学（MHD）案例

0 研究背景

磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级（10纳米以下）的磁性固体颗粒、基载液（也叫媒体）以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性，正因如此，它才在实际中有着广泛的应用，在理论上具有很高的学术价值。用纳米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。（源自：百度百科）

1 模型介绍

模型如图所示，在磁流体流动区域上端和下端分别具有一块永磁体，剩磁为0.3T。永磁体形成的磁场强度作为磁流体的流动过程的背景磁场。磁流体的相关参数列表也如下表所示。（参数来源：The transition from natural convection to thermomagnetic convection of a magnetic fluid in a non-uniform magnetic field）

2  模型的重点及难点——源项的添加

      本模型涉及到的方程主要包括：

（1）麦克斯韦方程

（2）连续流动方程以及传热方程

   

其中动量守恒方程，由于磁场力以及重力的存在，需要单独定义：

重力引起：

电磁作用力：

3 仿真结果

                                                                             磁场强度分布

                                                                            磁场作用力分布

                                                                         速度分布

由结果可以看出：在磁场作用下，磁流体流动出现了明显的变化，并产生了一定的漩涡存在，这对于强化传热具有积极的意义。

有兴趣的话大家可以加上传热进行试试。

欢迎大家一起交流学习！（qq：209860359）