[en] NONLINEAR SIMULATIONS OF CONFINED MAGNETORHEOLOGICAL FLUIDS SUBMITTED TO RADIAL MAGNETIC FIELDS

[pt] SIMULAÇÕES NÃO LINEARES DE FLUIDOS MAGNETOREOLÓGICOS CONFINADOS SUBMETIDOS A CAMPOS MAGNÉTICOS RADIAIS

[pt] FRANCO LA SALVIA

[pt] FLUIDO MAGNETOREOLOGICO

[pt] CELULA DE HELE-SHAW

[pt] SIMULACOES NAO LINEARES

[pt] FERROFLUIDO

[en] MAGNETORHEOLOGICAL FLUID

[en] HELE-SHAW CELL

[en] NONLINEAR SIMULATIONS

[en] FERROFLUID

[pt] Neste documento, nós estudamos o comportamento de um fluido magnetoreológico confinado em uma célula de Hele-Shaw submetido a um campo magnético radial. Os padrões de interface crescem devido a ação do campo magnético externo, e as tensões interfacial e de limite de escoamento atenuam este crescimento. Os padrões de interface são ainda ponderados por efeitos viscosos. Os estudos visaram a compreender influência dos fatores estabilizantes: tensão limite de escoamento na ausência de campo magnético e da tensão limite de escoamento na presença de campo magnético. Foram abordados os conceitos matemáticos básicos necessários para a obtenção dos padrões de interface formados entre o fluido magnetoreológico e o fluido externo, além da de taxa de crescimento linear em função do número azimutal da perturbação através do qual foi possível validar a implementação numérica. Realizando simulações computacionais não lineares através do software MATLAB, foi compreendido como esses fatores estabilizantes influenciam no comportamento do sistema e como suas influências variam de acordo com as condições iniciais. Além disso, ao contrário do que indica a teoria linear, as simulações mostraram uma diferença no comportamento resultante entre as constantes estudadas.

[en] In this document, we study the behavior of a magnetorheological fluid con-fined in a Hele-Shaw cell subjected to a radial magnetic field. The interface patterns grow due to the action of the external magnetic field, and the inter-facial and yield stress tensions attenuate this growth. Interface patterns are further weighted by viscous effects. The studies aimed to understand the influence of stabilizing factors: yield stress in the absence of a magnetic field and yield stress in the presence of a magnetic field. The basic mathematical concepts necessary to obtain the interface patterns formed between the magnetorheological fluid and the external fluid were approached, in addition to the linear growth rate as a function of the azimuthal number of the dis-turbance through which it was possible to validate the numerical implemen-tation. Performing nonlinear computational simulations through MATLAB software, it was understood how these stabilizing factors influence the behavior of the system and how their influences vary according to the initial conditions. Furthermore, contrary to what the linear theory indicates, the simulations showed a difference in the resulting behavior between the con-stants studied.

RAFAEL MENEZES DE OLIVEIRA

2021-07-14

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53690