Equilibrium of a Spherical Magnetizable Body in a Magnetic Fluid Drop in a Uniform Magnetic Field

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The equilibrium of a spherical magnetizable body in a magnetic fluid drop resting on a horizontal plane in a uniform horizontal magnetic field is studied experimentally and theoretically. The dependences of the ball levitation height on the volume of the magnetic fluid and on the applied magnetic field are obtained numerically. In contrast to a vertical field in which noticeable levitation of a body has been predicted theoretically and confirmed experimentally, in a horizontal field, the theory predicts only a small lift of the ball, which is confirmed experimentally (levitation of the body has not been observed). The case of a tilted magnetic field is also investigated experimentally. It is found that the ball can levitate not only in a vertical, but also in a tilted magnetic field (in a certain range of tilt angles).

About the authors

O. A Sharova

Faculty of Mechanics and Mathematics, Moscow State University; Research Institute of Mechanics, Moscow State University

Email: jetp@kapitza.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 119192, Moscow, Russia

A. S Vinogradova

Research Institute of Mechanics, Moscow State University

Email: vinogradova-as@mail.ru
119192, Moscow, Russia

K. L Sogomonyan

Faculty of Mechanics and Mathematics, Moscow State University

Email: jetp@kapitza.ras.ru
119991, Moscow, Russia

D. A Pelevina

Faculty of Mechanics and Mathematics, Moscow State University; Research Institute of Mechanics, Moscow State University

Email: jetp@kapitza.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 119192, Moscow, Russia

V. A Naletova

Research Institute of Mechanics, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: jetp@kapitza.ras.ru
119192, Moscow, Russia

References

  1. J.-C. Bacri, J. Lenglet, R. Perzynski et al., JMMM 122, 399 (1993).
  2. A. Hatch, A. E. Kamholz, G. Holman et al., J. Microelectromech. Syst. 10, 215 (2001).
  3. H. Hartshorne, C. J. Backhouse, and W. E. Lee, Sens. Actuators B 99, 592 (2004).
  4. C. Yamahata, M. Chastellain, V. K. Parashar et al., J. Microelectromech. Syst. 14, 96 (2005).
  5. L.-M. Fu, W.-C. Fang, T.-F. Hong et al., Int. J. AUSMT 4, 77 (2014).
  6. N. E. Greivell and B. Hannaford, IEEE Trans. Biomed. Eng. 44, 129 (1997).
  7. T. G. Liu, J. Wu, C. Xia et al., Adv. Mater. Res. 433-440, 3767 (2012).
  8. A. S. Vinogradova, V. A. Turkov, and V. A. Naletova, JMMM 470, 18 (2019).
  9. А. В. Лебедев, К. И. Морозов, Письма в ЖЭТФ 65, 150 (1997).
  10. К. И. Морозов, А. В. Лебедев, ЖЭТФ 118, 1188 (2000).
  11. А. А. Кубасов, Магнитная гидродинамика 32, 374 (1996).
  12. Ю. К. Братухин, А. В. Лебедев, ЖЭТФ 121, 1298 (2002).
  13. В. В. Гогосов, А. Я. Симоновский, Г. А. Шапошникова, Труды МИАН СССР 186, 140 (1989).
  14. В. В. Гогосов, А. Я. Симоновский, Изв. АН СССР, сер. МЖГ 2, 3 (1989).
  15. V. V. Gogosov, A. Ya. Simonovskii, and R. D. Smolkin, JMMM 85, 227 (1990).
  16. В. В. Гогосов, О. А. Гришанина, В. В. Кирюшин и др., Магнитная гидродинамика 34, 40 (1998).
  17. В. В. Гогосов, О. А. Гришанина, В. В. Кирюшин и др., Магнитная гидродинамика 34, 50 (1998).
  18. В. В. Кирюшин, О. Р. Параскевопуло, Изв. АН СССР, сер. МЖГ 4, 113 (1992).
  19. K. Zimmermann, V. A. Naletova, I. Zeidis et al., Magnetohydrodynamics 44, 175 (2008).
  20. В. А. Налетова, Д. А. Пелевина, В. А. Турков, Изв. РАН, сер. МЖГ 6, 3 (2009).
  21. V. A. Naletova, V. A. Turkov, D. A. Pelevina et al., JMMM 324, 1253 (2012).
  22. J. Popp, I. Zeidis, K. Zimmermann et al., Magnetohydrodynamics 49, 468 (2013).
  23. V. Bashtovoi, A. Motsar, V. Naletova et al., Magnetohydrodynamics 49, 592 (2013).
  24. D. Pelevina, V. Naletova, V. Bashtovoi et al., Magnetohydrodynamics 50, 83 (2014).
  25. В. Г. Баштовой, А. А. Моцар, В. А. Налетова и др., ЖТФ 85, 23 (2015).
  26. Д. А. Пелевина, Изв. РАН, сер. МЖГ 6, 15 (2016).
  27. R. E. Rosensweig, Nature 5036, 613 (1966).
  28. A. S. Ivanov, A. F. Pshenichnikov, and C. A. Khokhryakova, Phys. Fluids 32, 112007 (2020).
  29. A. S. Ivanov, A. F. Pshenichnikov, C. A. Khokhryakova et al., Phys. Fluids 33, 112001 (2021).
  30. C. A. Khokhryakova, A. F. Pshenichnikov, and A. V. Lebedev, Magnetohydrodynamics 55, 73 (2019).
  31. В. А. Налетова, Лекции по феррогидродинамике, Издательство ЦПИ при механико-математическом факультете МГУ, Москва (2005).
  32. А. Ю. Чухров, Магнитная гидродинамика 26, 140 (1990).
  33. Э. Я. Блум, М. М. Майоров, А. О. Цеберс, Магнитные жидкости, Зинатне, Рига (1989).
  34. А. С. Квитанцев, В. А. Налетова, В. А. Турков, Изв. РАН, сер. МЖГ 3, 12 (2002).
  35. А. Н. Вислович, С. И. Лобко, Г. С. Лобко, Магнитная гидродинамика 22, 43 (1986).
  36. A. N. Vislovich, S. I. Lobko, and G. S. Lobko, JMMM 65, 289 (1987).
  37. D. Pelevina, O. Sharova, A. Vinogradova et al., Magnetohydrodynamics 54, 97 (2018).
  38. D. A. Pelevina, O. A. Sharova, D. I. Merkulov et al., JMMM 494, 165751 (2020).
  39. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, Наука, Москва (1992).
  40. Г. А. Тирский, В. В. Гогосов, А. Н. Голубятников, Отчет НИИ Механики МГУ 2238 (1989).
  41. Ю. Д. Барков, В. Е. Фертман, Магнитная гидродинамика 14, 23 (1978).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences