磁流体中磁场诱发的气泡偶极子对偏转效应

刘菁晗¹，何永清¹，毕勤成²，宋鹏云¹

1. 昆明理工大学化学工程学院2. 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室

摘 要：在以磁流体为介质的气泡上升可视化实验中,首次观察到两两组合而成的气泡对在磁场作用下会发生偏转,最终其中心连线会与磁场方向平行。为解释这一现象,将气泡简化为具有一定等效磁矩的磁偶极子,针对填充磁流体的Hele-Shaw单元中的气泡,求解麦克斯韦方程获得二维等效磁矩计算公式,进而推导出磁场引发气泡之间的相互作用力表达式。相互作用力可分解为径向分量和切向分量,分析后发现切向分量对气泡对运动的影响符合实验中观察到的偏转现象。气泡本身不具有磁性,在磁场作用下也不会被磁化,但是气泡的存在会改变其周围的磁场分布形成"磁穴",从而会诱导出对附近其他气泡的等效磁力。气泡之间的相互作用力根据其相对位置不同而使气泡对之间发生相互吸引或排斥（临界角度为55°或135°）,并使气泡对中心连线趋于磁场方向偏转。

关键词：磁流体;磁场;气泡;等效磁偶极子;Hele-Shaw单元;