konvektive prozesse in magnetischen flüssigkeiten (FERROKUGEL)

abstract

Im Gegensatz zu klassischen Kugelspaltexperimenten hat die Untersuchung der Strömungen in Ferrofluiden einen entscheidenden Vorteil. Während normalerweise Achsen benötigt werden, um die innere Kugel zu positionieren und zu bewegen, kann im Falle von Ferrofluiden die magnetische Levitation eines nichtmagnetischen Körpers in einem Ferrofluid in Gegenwart eines homogenen Magnetfeldes verwendet werden, um die Kugel in der Flüssigkeit zu zentrieren. Allerdings kann dies in idealer Weise nur unter Mikrogravitationsbedingungen erfolgen, da in Laborexperimenten gerade bei relativ weiten Spalten der Einfluß der Schwerkraft eine deutliche Dezentrierung der Innenkugel bewirkt. Zudem ist es ein wesentliches Ziel dieser Versuche zu klären, wie klein das Stellfeld zur Zentrierung der Kugel sein darf. Dies ist für die spätere Anwendung des Systems in Mikrogravitationsexperimenten essentiell, da möglichst geringe Stellfelder die Ausrichtung erzeugen sollen um eine Beeinflussung des Gesamtsystems auszuschließen.

Neben der Möglichkeit die Kugel zu positionieren bietet die Verwendung eines Ferrofluids auch noch eine Gelegenheit einen äußeren Antrieb der Innenkugel zu erzeugen. Dabei kann die Aufprägung eines schwachen magnetischen Dipolmoments auf die Innenkugel in Kombination mit einem externen Drehfeld verwendet werden.

Bevor jedoch ein solches Konzept zur Untersuchung der Kugelspaltströmung in Ferrofluiden verwendet werden kann, müssen die Positioniergenauigkeit der Innenkugel, ihre Reaktion auf g-jitter Effekte und die Abhängigkeit der Stellparameter von Magnetfeld und Ferrofluid untersucht werden.

• S. Odenbach (2002) Magnetoviscous Effects in Ferrofluids, Springer Lecture Notes in Physics m71

• S. Odenbach (ed.) (2002) Ferrofluids – Magnetically controllable Fluids and their Applications, Springer Lecture Notes in Physics 594

• S. Odenbach, S. Thurm (ed.) (2002) Proceedings of the 9th International Conference on Magnetic Fluids, J. of Magnetism and Magnetic Materials, 252 (special issue)

experiment year: 2002
number of drops: 19

experiment year: 2001
number of drops: 12