Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2013, № 1 · RADIO ELECTRONICS RELATED PROBLEMS

Влияние постоянного магнитного поля на распространение ультразвука в магнитных жидкостях

I.E. Ovchinnikov1

1 Московский государственный университет приборостроения и информатики, Russia
Full text (PDF) UDC 53.098, 538.955 EDN PXPOPR

Abstract

The propagation of hydrodynamic waves of small amplitude in magnetic fluid was considered with taking into account the process of relaxation of the magnetic field to its equilibrium value. The expressions for phase velocities and absorption coefficients were obtained for the fast magnetohydrodinamic wave and the Alfven type wave under propagation in parallel to magnetic field. It was shown by the theoretical analysis of the experimental data on the ultrasonic velocity in magnetic nanofluids based on water and kerosene should: absorption coefficients of these types of waves almost vanish by prolonged exposure of the homogeneous static magnetic field.

  • magnetic fluid
  • magnetic field
  • nanoparticles
  • magnetite
Аннотация (на русском)

Влияние постоянного магнитного поля на распространение ультразвука в магнитных жидкостях

Рассмотрено распространение гидродинамических волн малой амплитуды в магнитной жидкости при учете процесса релаксации магнитного поля к своему равновесному значению. Получены выражения для фазовых скоростей и коэффициентов поглощения быстрой магнитогидродинамической волны и для волны альфвеновского типа при распространении параллельно магнитному полю. Показано, что из теоретического анализа экспериментальных данных по скорости ультразвука в магнитных наножидкостях на основе воды и керосина следует: коэффициенты поглощения волн данных типов практически стремятся к нулю при длительном воздействии однородного постоянного магнитного поля.

For citation

Ovchinnikov I.E. Влияние постоянного магнитного поля на распространение ультразвука в магнитных жидкостях // Journal of Radio Electronics. – 2013. – No. 1.

References

  1. Y. Takeda, "Velocity Profile Measurement by Ultrasonic Doppler Shift Method", // Int. J. Heat Fluid Flow 1986. Vol. 7. No. 4. p. 313-318.
  2. H. Kikura, Y. Takeda and F. Durst, "Velocity Profile Measurement of the Taylor Vortex Flow of a Magnetic Fluid Using the Ultrasonic Doppler Method", // Exp. Fluids 1999. Vol. 26. No. 3. p. 208-214.
  3. M. Motozawa, Y. Matsumoto and T. Sawada, "Properties of Ultrasonic Propagation in Functional Fluids under Magnetic Fields", // Int. J. Modern Phys. B 2007. Vol. 21. Nos. 28-29. p. 4914-4921.
  4. V.V. Sokolov, "Wave Propagation in Magnetic Nanofluids (A Reiew)", // Acoustical Physics. 2010. Vol. 56. No. 6. pp. 972-988. DOI: 10.1134/S1063771010060229
  5. V.V. Sokolov, V.V. Tolmachev, "Employment of Generalized Virtual Work Principle in Ferrohydrodynamics. 2. Magnetic Fluid with Frozen Magnetization", // Magn. Gidrodin., 1997. vol. 32, No. 3, p. 291-294.
  6. I.E. Ovchinnikov, V.V. Sokolov, "Effect of an External Magnetic Field on the Propagation Velocities of Magnetoacoustic Waves in a Magnetic Fluid", // Acoustical Physics, 2009. Vol.55, No. 3, p. 359-364. DOI: 10.1134/S106377100903117
  7. I.E. Ovchinnikov, V.V. Sokolov, "Waves in Magnetic Fluids with Equilibrium and Frozen-In Magnetizations", // Acoustical Physics, 2013. Vol. 59, No. 1, p. 51-55. DOI: 10.1134/S1063771012060115
  8. V.V. Sokolov, V.V. Tolmachev, "Propagation of shear waves in a magnetic liquid with frozen-in magnetization", // Tech. Phys. Lett. 1997. Vol. 23, No. 1 p. 5-6.
  9. B.U. Felderhof, V.V. Sokolov, P.A. Eminov, "Ferrofluid Dynamics, Magnetic Relaxation and Irreversible Thermodynamics", // Journal of Chemical Physics. 2010. Vol. 132. No. 18. p. 184907. http://dx.doi.org/10.1063/1.3430726
  10. Landau L.D., Lifshitz E.M. Electrodynamics of Continuous Media. New York: Pergamon, 1984.
  11. R.V. Polovin, V.P. Demutskii, Fundamentals of Magnetohydrodynamics, London, Plenum Publishing, 1990.
  12. В.В. Соколов, И. Э. Овчинников, "Поглощение гидродинамических волн в магнитной жидкости", // Ежегодный сборник научных трудов. Фундаментальные физико-математические проблемы и моделирование технико-технологических систем, вып. 12, том 1, 2009, М.: Янус-К, с. 162-169. (V.V.Sokolov, I.E. Ovchinnikov, "Hydrodynamic Waves Absorption in Magnetic Fluid", // Annual Transactions. Fundamental Physico-Mathematical Problems and Modelling Technico-Technological Systems, No. 12, Book 1, 2009, Moscow, Yanus-K, p. 162-169 [in Russian])
  13. V.E. Fertman, Magnetic Fluids Guidebook: Properties and Applications, Hemisphere Publ. Corp., N. Y., 1990.
  14. V.V. Sokolov, V.V. Tolmachev, "Employment of Generalized Virtual Work Principle in Ferrohydrodynamics. 1. Magnetic Fluid with Free Magnetization", // Magn. Gidrodin., 1997. Vol. 32, No. 3, p. 286-290.
  15. T. Hornowski Ultrasonic Properties of EMG-605 Magnetic Liquid // Proc. of SPIE. 2005. Vol. 5828. p. 205-212. http://dx.doi.org/10.1117/12.612810