Título :	Concentrated ferrofluid emulsions under shear flow and uniform magnetic fields
Otros títulos :	Emulsões concentradas de ferrofluido sob fluxo de cisalhamento e campos magnéticos uniformes
Autor :	Santos, Raysa Gomes dos
Orientador(es)::	Oliveira, Taygoara Felamingo de
Coorientador(es)::	Cunha, Lucas Hildebrand Pires da
Assunto::	Emulsões Cisalhamento Campo magnético
Fecha de publicación :	12-nov-2024
Data de defesa::	17-jul-2024
Citación :	SANTOS, Raysa Gomes dos. Concentrated ferrofluid emulsions under shear flow and uniform magnetic fields. 2024. 81 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.
Abstract:	This work investigates the response of semidilute magnetic emulsion subjected to simple shear flows and a uniform external magnetic field. Our analysis employs a three-dimensional numerical domain where monodisperse ferrofluid droplets are randomly suspended in a non-magnetic Newtonian carrier fluid. The incompressible Navier-Stokes equations are solved using a second-order projection method. Moreover, we use the level set method to capture the interface and, assuming the droplet surfaces are free of surfactants, implement a repulsive force between droplets to avoid coalescence. We set different droplet concentrations, capillary numbers, and magnetic capillary numbers. First, in the absence of a magnetic field, we determine the effective viscosity for different droplet concentrations and shear rates, obtaining results that agree well with previous works. Later, we observed that the deformation and inclination angle of the droplets increase with the magnetic capillary number, while they decrease when the volume fraction increases. The droplet inclination angle is the angle between its main axis and the main flow direction (x-direction). We found that droplet-droplet interactions can significantly change the dynamics and droplet geometry, leading to a dynamic response. These geometrical changes cause variations in both viscosity and bulk magnetization. As the magnetic capillary number and volume fraction increase, both properties rise. However, when normalized by volume fraction, we observed that droplets in dilute regimes contribute more significantly to these bulk properties. Despite the superparamagnetic hypothesis for magnetic droplets, we compute an misalignment angle between the magnetization and the external magnetic field, which results in torques exerted on the droplets. At low magnetic capillary numbers, an increase in droplet concentration leads to a decrease in this angle. In contrast, the angle increases for higher concentrations. Overall, we investigated the effects that the presence of multiple ferrofluid droplets has on the bulk properties of the emulsion.
metadata.dc.description.unidade:	Faculdade de Tecnologia (FT) Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)
Descripción :	Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2024.
metadata.dc.description.ppg:	Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas
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Agência financiadora:	Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF).
Aparece en las colecciones:	Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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