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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 20: Ferrofluide I

DY 20.8: Vortrag

Dienstag, 27. März 2001, 11:15–11:30, S 5.5

Thermische Konvektion von Ferrofluiden in einer zweidimensionalen Geometrie — •Adrian Lange — Institut für Theoretische Physik, Universität Magdeburg, Postfach 4120, D-39016 Magdeburg

Ein inkompressibles, nicht leitendes und viskoses Ferrofluid wird in einer ebenen Zylindergeometrie (r,φ) zwischen zwei konzentrischen Kreisen mit den Radien R₁<R₂ betrachtet. Es wird eine eine lineare Relation zwischen Magnetisierung und Magnetfeld angenommen, M =χH. Ebenso sei die Suszeptibilität des Ferrofluids χ nur linear abhängig von der Volumenkonzentration der magnetischen Nanopartikel [1]. Anhand der charakterischen Zeiten für das System wird die Relevanz von Diffusion diskutiert. Für Heizung/Kühlung am inneren/äußeren Kreisring, T₁(R₁)>T₂(R₂), wird untersucht, welche Bedingungen das Temperaturprofil des Grundzustandes erfüllen muß, um zu einer potentiell instabilen Schichtung zu führen. Unter den so ermittelten Bedingungen werden mittels einer linearen Stabilitätsanalyse die kritischen Magnetfelder und die Anzahl der auftretenden Konvektionsrollen in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz untersucht.

[1] M. Liu, Phys. Rev. Lett. 84, 2762 (2000); W. Luo, T. Du, and J. Huang, Phys. Rev. Lett. 84, 2763 (2000)