磁性液体数值模拟研究进展

论文摘要

磁性液体(magneticfluid)是一种力学性能受磁场调控的磁流变智能材料,在医学与工业生产中有广泛应用.近年来,随着计算机性能的发展,数值模拟日益成为研究磁性液体力学行为细观机理的重要方法.本文综述并评价了磁性液体理论与数值模拟领域的最新研究进展,介绍了磁性液体在剪切、挤压和阀模式3种工作模式下的力学模型,对磁性液体的现有模拟方法进行了总结,讨论了磁性液体数值模拟的研究现状,并展望了数值模拟的发展前景.磁性液体的数值模拟亟待开展以下三方面研究:(1)建立涵盖多种微观相互作用的精细理论模型,研究颗粒表面包覆、添加剂等非磁性成分对磁流变效应的影响;(2)将不同数值模拟方法相结合,建立磁性液体的多尺度模型,进一步提高模拟精度,利用机器学习协调不同尺度的数值模拟,压缩计算量,已成为一种可行思路;(3)将力学模型与电、磁学模型相结合,发展多尺度、多物理场耦合的数值模拟方法,模拟磁性液体其他物理性能.最终为高性能磁性液体的研制及其应用研究提供技术和理论支撑.

论文目录

• 1 磁性液体力学模型
•   1.1 剪切模式下的力学模型
•   1.2 挤压模式下的力学模型
•   1.3 阀模式下的力学模型
• 2 模拟方法
•   2.1 分子动力学模拟
•   2.2 颗粒动力学模拟
•   2.3 计算流体力学模拟
•   2.4 有限元模拟
•   2.5 Monte Carlo法
•   2.6 机器学习
• 3 磁性液体的力学性能模拟研究
•   3.1 新型磁性液体的力学性能模拟
•   3.2 传统磁性液体复杂力学行为的数值模拟
•   3.3 生物磁流体的数值模拟
• 4 总结与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 裴雷,龚兴龙,宣守虎

关键词: 磁性液体,磁流变,力学性能,力学模型,数值模拟

来源: 科学通报 2019年15期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 中国科学技术大学近代力学系中国科学院复杂系统力学卓越创新中心中国科学院材料力学行为和设计国家重点实验室

分类号: TB381

页码: 1567-1582

总页数: 16

文件大小: 10442K

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