磁流体力学及磁流体的工程应用

简要介绍磁流体的一般性质、研究方法及研究现状．讨论磁流体的粘度、导热系数等物理特性及其在磁场作用下的变化规律．综述了磁流体力学的研究方法及磁流体流动时的控制方程组．给出磁流体在磁场方向与管轴一致的直管内流动时的流动方程．并举例介绍了磁流体在电子、机械、冶金、化工、动力、医疗等方面的应用开发及应用前景，指出磁流体在这些领域内应用有其他物质无法相比的优越性．     

磁流体的可调折射率及其应用

综述了磁流体折射率的研究方法以及外加磁场、浓度、厚度、温度和光强等因素对磁流体折射率的影响,对磁流体可调折射率在各种器件中的应用原理和前景作出分析和论述.     

磁流体的非均匀分布对磁感应热疗温度场的影响

温度场分布的均匀性决定了磁流体热疗的治疗效果,温度场的分布特性与磁场分布和磁流体分布密切相关.针对实际亥姆霍兹线圈产生的非均匀分布磁场情况,在多点注射策略的基础上,进一步探究磁流体非均匀分布对温度场的影响,为磁流体热疗的临床应用提供理论依据.以磁流体热疗过程中生物组织内的温度场分布为研究对象,以最大化肿瘤组织内温度达到...     

磁流体的光特性及其在光纤领域中的应用

针对磁流体在光纤领域的应用及其发展,本文综述了有关磁流体的成分组成、应用、特点和国内外的研究进展等。对磁流体的可调谐折射率、热透镜效应、光透射特性、双折射性、磁致色散特性等相关光学特性进行总结,并介绍了磁流体在光纤磁场传感器、可调谐磁流体光栅、可调谐光滤波器、光开关、光纤调制器、可调谐偏振光分束器等不同光器件中的应用,同时,分析了近年来国内外学者在光纤领域的研究进展。研究结果表明,虽然光纤磁场传感器凭借优良的性能,在航空航天、土木工程、石油化工、电力行业等领域具有重要作用,但随着光纤传感器的发展,光纤传感器应克服多参数交叉敏感性,其高灵敏度和微型化需要更为严格的封装技术,而且通过各种封装技术光纤传感器可以满足不同环境的应用要求。磁流体光特性的研究在光通信和传感技术等领域具有越来越重要的作用。     

采用磁流体的伺服阀力矩马达二维有限元分析

为了改善液压伺服阀的性能，在伺服阀力矩马达的工作气隙中添加磁流体（MF）．基于磁流体具有较大的磁导率以及在外加磁场作用下具有较大磁化强度的特点，提出利用磁流体来改善伺服阀力矩马达的磁路效率以及提高伺服阀动态性能，分别采用二维磁场有限元分析方法及经验公式，研究了添加和不添加磁流体时力矩马达工作气隙中磁场强度特性及力矩马达输出力矩特性，仿真分析结果表明添加磁流体后力矩马达的磁场强度及衔铁输出力矩值有明显改进．     

磁光效应在磁场测量中的应用

本文分析了利用光学中线偏光的法拉第效应和磁致双折射对磁场进行测量的基本原理，重点介绍利用磁流体的磁致双折射对磁场测量的原理和方法。     

磁流体振荡传热实验研究

研究了水平管道中磁控磁流体的振荡传热增强，获得了通过声场和磁场都能控制磁流体传热的结果。实验显示，适当的频率出现纵向传热最大，适当的磁场大小出现纵向传热最大，过大或过小的频率和磁场传热增强并不理想。     

声控磁控两相流流型的实验研究

研究了在两端开放的水平管中，磁流体在磁场和声场的共同作用下的流型，结果表明在两端开放的水平管中磁性粒子在高振动频率小振幅时出现驻波状集聚，在低振动频率大振幅时出现均相。     

磁流体研磨的数学模型及工艺参数实验研究

介绍了利用磁流体进行研磨的精密加工技术,给出了磁流体研磨的工作机理.以Preston方程为依据建立了磁流体研磨的数学模型,利用该数学模型,研究了工件旋转速度、磁场强度、工件表面和磁场中心的距离、研磨时间等工艺参数的变化与研磨效果之间的关系,对Si3N4陶瓷滚珠进行了研磨实验.通过实验分析,验证了该模型的合理性.     

基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感研究

长周期光纤光栅是一种新型的无源光纤器件,对外界折射率敏感的特性使其可作为一种理想的光纤敏感元件。而磁流体具有明显的磁光效应,即具有在外界磁场作用下其折射率发生改变的特性。将磁流体与长周期光纤光栅相结合作为传感探头,提出了一种全新的磁场测量方法,并对其进行了深入的理论分析和初步的实验验证。实验结果表明,所提出的基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感方法可以用于磁场和电流的测量。     

磁场调制的水基四氧化三铁磁流体的光学透射率

对水基四氧化三铁磁流体在缓变磁场中的透射率(稳态光透射率)进行了研究。结果表明,透射率随磁场的变化可分为3个(膜厚较小)或4个(膜厚较大)具有明显特征的阶段;膜厚的不同使得透射率在高磁场端的变化趋势完全不同。浓度的增大并不显著影响透射率对磁场的响应速率,但使透射率变化的各个特征阶段的结束磁场增大,同时使最终稳定的透射率降低。只要磁场不明显引起磁流体中粒子的团聚和成链,常规溶液对光的线性吸收定律在磁流体中仍然成立。结合纳米四氧化三铁粒子在磁场中的团聚过程,对透射率随磁场的变化表现出来的特征进行了解释。     

磁流体振荡传热实验研究

研究了水平管道中磁控磁流体的振荡传热增强,获得了通过声场和磁场都能控制磁流体传热的结果.实验显示,适当的频率出现纵向传热最大,适当的磁场大小出现纵向传热最大,过大或过小的频率和磁场传热增强并不理想.     

物质的第四态--等离子体

介绍等离子体的基本概念和基本特征，引入等离子体判据，简单阐述目前常用的人工产生等离子体的一些方法，着重介绍等离子体技术在等离子体显示器、等离子体焊接、切割和表面喷涂、多弧离子镀膜、磁流体发电等方面的具体应用及发展前景。     

发散型阶梯式磁流体密封的磁场有限元分析

阶梯式磁流体密封结构是一种在阶梯式迷宫密封基础上提出的用以提高普通磁流体密封耐压能力的新型密封结构.为了在阶梯式磁流体密封结构密封间隙内获得最大磁能积,在阶梯式磁流体密封理论的基础上,对一种具有二级磁源的发散型阶梯式磁流体密封结构进行了磁路设计,同时采用有限元法数值计算出密封间隙内的磁场分布从而计算出阶梯式磁流体密封耐压能力,并对计算结果进行了分析和讨论.结果表明:发散型阶梯式磁流体密封耐压能力随着径向密封间隙的增大而减小;永磁体与极靴结合处的漏磁是导致磁路法设计的发散型阶梯式磁流体密封结构耐压能力偏高的原因.     

阀体材料对节流孔磁场强度影响的有限元分析

利用磁流体作减振器减振液，通过控制磁流体的粘度系数可达到控制减振器性能特性的目的。利用有限元法对1/4减振器节流孔模型进行是磁场分析，结果显示节流阀体材料的磁性对节流孔内磁流体外加磁场强度存在明显影响。采用非磁性材料做阀体比采用磁性材料做阀体效果要好；减振器的所有磁性组件对磁流体的附加外磁场都有贡献，特别是线圈放置于缸体内部是实现磁屏蔽、防止磁泄漏的理想方案。     

板式脉动热管的磁流体实验研究

脉动热管被认为是超高热流密度功耗的工况中最具前景的散热元器件之一,与逐渐发展成熟的纳米技术一同被广泛应用于电子散热设备中,因此探究纳米流体脉动热管的运行与热特性变化机理十分重要。通过采用外加磁场的方法来强化纳米磁流体脉动热管传热的实验研究,搭建了纳米磁流体脉动热管的传热测试可视化实验台。分别测量了在磁场为25、5、1、0 m T以及在2种不同磁场方向(脉动热管蒸发段的正后方与正下方)作用下,板式脉动热管的温度分布和传热速率,研究了纳米磁流体、热负载功耗、磁感应强度与磁铁摆放位置等因素对其换热性能的影响。实验结果表明,用四氧化三铁/乙醇纳米流体作为工作流体,在磁场作用下可以显著强化脉动热管的传热性能,其中置于脉动热管蒸发段正下方的永磁体能够更多地优化脉动热管的传热性能,这可为超高热流密度功耗的工况提供借鉴指导。     

基于两相流动的铝电解槽磁流体流场数值仿真

为了对铝电解槽内磁流体的两相流动和界面波动进行深入了解,通过ANSYS和CFX相结合的方法,把洛伦兹力作为动量源相,对160kA铝电解槽内的磁流体流动进行了两相流数值仿真.仿真结果表明：铝液和电解质的流动均呈两个漩涡;铝液的平均流速为0.1476m/s,最大流速为0.2879m/s;电解质的流速偏小,平均流速为0.1165m/s,最大流速为0.286.6m/s;电解质和铝液的界面变形范围为-0.029~0.035m.将流速计算结果与实测值进行了对比,表明对基于两相流动的铝电解槽内磁流体进行数值仿真可以帮助了解铝电解槽内的流场,为进一步优化研究提供了依据.     

热疗用磁流体的热磁稳定性研究

采用两步法制备了环糊精(β-Cyclodextrin)改性纳米四氧化三铁(Fe3O4)磁流体.通过在交变磁场下感应加热对其磁热稳定性进行了研究,在交变磁场下加热后悬浮裸磁颗粒或改性颗粒的磁性液体最高升温分别达到63℃和53℃,感应加热实验结果表明所制磁流体可用于肿瘤的热疗研究.     

真空电弧中纵向磁场与抗磁性电流的关系

在稳态模型和局域热力学平衡等条件下，从磁流体方程出发，导出了真空电弧中一个重要的矢量方程，由此得到了相应的标量方程．在此基础上，导出了真空电弧中纵向磁场与抗磁性电流的关系式，并且从理论上可得到纵向磁场有最佳值的结论．     

声控磁控两相流流型的实验研究

研究了在两端开放的水平管中,磁流体在磁场和声场的共同作用下的流型, 结果表明在两端开放的水平管中磁性粒子在高振动频率小振幅时出现驻波状集聚,在低振动频率大振幅时出现均相.