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Erschienen in: Rheologica Acta 5/2006

01.06.2006 | Original contribution

Simulations of magnetorheological suspensions in Poiseuille flow

verfasst von: Yannis Pappas, Daniel J. Klingenberg

Erschienen in: Rheologica Acta | Ausgabe 5/2006

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Abstract

Particle-level simulations are conducted to study magnetorheological fluids in plane Poiseuille flow. The importance of the boundary conditions for the particles at the channel walls is examined by considering two extreme cases: no friction and infinite coefficient of friction. The inclusion of friction produces Bingham fluid behavior, as commonly observed experimentally for MR suspensions. Lamellar structures, similar to those reported for electrorheological fluids in shear flow, are observed in the post-yield region for both particle boundary conditions. The formation of these lamellae is accompanied by an increase in the bulk fluid velocity. The slip boundary condition produces higher fluid velocities and thicker lamellar structures.

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Literatur
Zurück zum Zitat Allen MP, Tildesley DJ (1987) Computer simulations of liquids. Oxford University Press, New York Allen MP, Tildesley DJ (1987) Computer simulations of liquids. Oxford University Press, New York
Zurück zum Zitat Arguelles J, Martin HR, Pick R (1974) A theoretical model for steady electroviscous flow between parallel plates. J Mech Eng Sci 16:232–239CrossRef Arguelles J, Martin HR, Pick R (1974) A theoretical model for steady electroviscous flow between parallel plates. J Mech Eng Sci 16:232–239CrossRef
Zurück zum Zitat Bird BR, Armstrong RC, Hassager O (1987) Dynamics of polymeric liquids, vol 1, 2nd edn. Wiley, New York Bird BR, Armstrong RC, Hassager O (1987) Dynamics of polymeric liquids, vol 1, 2nd edn. Wiley, New York
Zurück zum Zitat Bonnecaze RT, Brady JF (1992) Dynamic simulation of an electrorheological fluid. J Chem Phys 96:2183–2202CrossRef Bonnecaze RT, Brady JF (1992) Dynamic simulation of an electrorheological fluid. J Chem Phys 96:2183–2202CrossRef
Zurück zum Zitat Bossis G, Mathis C, Mimouni Z, Paparoditis C (1990) Magnetoviscosity of micronic suspensions. Europhys Lett 11:133–137CrossRef Bossis G, Mathis C, Mimouni Z, Paparoditis C (1990) Magnetoviscosity of micronic suspensions. Europhys Lett 11:133–137CrossRef
Zurück zum Zitat Carlson JD, Sproston JL (2000) Controllable fluids in 2000—status of ER and MR fluid technology. In: Borgmann H (ed) Proceedings of the 7th international conference on new actuators. Messe Bremen Gmbh, Bremen, pp 262–275 Carlson JD, Sproston JL (2000) Controllable fluids in 2000—status of ER and MR fluid technology. In: Borgmann H (ed) Proceedings of the 7th international conference on new actuators. Messe Bremen Gmbh, Bremen, pp 262–275
Zurück zum Zitat Gast AP, Zukoski CF (1989) Electrorheological fluids as colloidal suspensions. Adv Coll Interf Sci 30:153–202CrossRef Gast AP, Zukoski CF (1989) Electrorheological fluids as colloidal suspensions. Adv Coll Interf Sci 30:153–202CrossRef
Zurück zum Zitat Henley S, Filisko FE (1999) Flow profiles of electrorheological suspensions: an alternative model for ER activity. J Rheol 43:1323–1336CrossRef Henley S, Filisko FE (1999) Flow profiles of electrorheological suspensions: an alternative model for ER activity. J Rheol 43:1323–1336CrossRef
Zurück zum Zitat Klingenberg DJ (2001) Magnetorheology: applications and challenges. AIChE J 47:246–249CrossRef Klingenberg DJ (2001) Magnetorheology: applications and challenges. AIChE J 47:246–249CrossRef
Zurück zum Zitat Klingenberg DJ, Zukoski CF (1990) Studies on the steady-shear behavior of electrorheological suspensions. Langmuir 6:15–24CrossRef Klingenberg DJ, Zukoski CF (1990) Studies on the steady-shear behavior of electrorheological suspensions. Langmuir 6:15–24CrossRef
Zurück zum Zitat Klingenberg DJ, van Swol F, Zukoski CF (1989) Dynamic simulation of electrorheological suspensions. J Chem Phys 91:7888–7895CrossRef Klingenberg DJ, van Swol F, Zukoski CF (1989) Dynamic simulation of electrorheological suspensions. J Chem Phys 91:7888–7895CrossRef
Zurück zum Zitat Klingenberg DJ, van Swol F, Zukoski CF (1991) The small shear rate response of electrorheological suspensions. I. Simulation in the point-dipole limit. J Chem Phys 94:6160–6169CrossRef Klingenberg DJ, van Swol F, Zukoski CF (1991) The small shear rate response of electrorheological suspensions. I. Simulation in the point-dipole limit. J Chem Phys 94:6160–6169CrossRef
Zurück zum Zitat Krieger IM (1972) Rheology of monodispersed latices. Adv Coll Interf Sci 3:111–136CrossRef Krieger IM (1972) Rheology of monodispersed latices. Adv Coll Interf Sci 3:111–136CrossRef
Zurück zum Zitat Marshall L, Zukoski CF, Goodwin JW (1989) Effects of electric fields on the rheology of non-aqueous concentrated suspensions. J Chem Soc Faraday Trans 85:2785–2795CrossRef Marshall L, Zukoski CF, Goodwin JW (1989) Effects of electric fields on the rheology of non-aqueous concentrated suspensions. J Chem Soc Faraday Trans 85:2785–2795CrossRef
Zurück zum Zitat Parthasarathy M, Klingenberg DJ (1996) Electrorheology: mechanisms and models. Mat Sci Eng R R17:57–103CrossRef Parthasarathy M, Klingenberg DJ (1996) Electrorheology: mechanisms and models. Mat Sci Eng R R17:57–103CrossRef
Zurück zum Zitat von Pfeil K, Graham MD, Klingenberg DJ, Morris JF (2003) Structure evolution in electrorheological and magnetorheological suspensions from a continuum perspective. J Appl Phys 93:5769–5779CrossRef von Pfeil K, Graham MD, Klingenberg DJ, Morris JF (2003) Structure evolution in electrorheological and magnetorheological suspensions from a continuum perspective. J Appl Phys 93:5769–5779CrossRef
Zurück zum Zitat Rankin PJ, Ginder JM, Klingenberg DJ (1998) Electro- and magneto-rheology. Curr Opin Coll Interf Sci 3:373–381CrossRef Rankin PJ, Ginder JM, Klingenberg DJ (1998) Electro- and magneto-rheology. Curr Opin Coll Interf Sci 3:373–381CrossRef
Zurück zum Zitat Russel WB, Saville DA, Schowalter WR (1989) Colloidal dispersions. Cambridge University Press, Cambridge Russel WB, Saville DA, Schowalter WR (1989) Colloidal dispersions. Cambridge University Press, Cambridge
Zurück zum Zitat Schindler U, Vorwerk J, Steger R, Brunn PO (1995) Optical studies (LDA) of an electrorheological fluid in slit flow. Rheol Acta 34:80–85CrossRef Schindler U, Vorwerk J, Steger R, Brunn PO (1995) Optical studies (LDA) of an electrorheological fluid in slit flow. Rheol Acta 34:80–85CrossRef
Zurück zum Zitat See H (2002) Towards an understanding of the rheological response and microstructure of electro-rheological fluids and concentrated particulate suspensions. J Soc Rheol Jpn 30:259–268CrossRef See H (2002) Towards an understanding of the rheological response and microstructure of electro-rheological fluids and concentrated particulate suspensions. J Soc Rheol Jpn 30:259–268CrossRef
Zurück zum Zitat Tamura H, Doi M (1992) Electro-rheological effects in a flow through a narrow slit. J Phys Soc Jpn 61:3984–3993CrossRef Tamura H, Doi M (1992) Electro-rheological effects in a flow through a narrow slit. J Phys Soc Jpn 61:3984–3993CrossRef
Zurück zum Zitat Tang X, Li WH, Wang XJ, Zhang PQ (1999) Structure evolution of electrorheological fluids under flow conditions. Int J Mod Phys B 13:1806–1813CrossRef Tang X, Li WH, Wang XJ, Zhang PQ (1999) Structure evolution of electrorheological fluids under flow conditions. Int J Mod Phys B 13:1806–1813CrossRef
Zurück zum Zitat Uejima H (1972) Dielectric mechanism and rheological properties of electrofluids. Jpn J Appl Phys 11:319–326CrossRef Uejima H (1972) Dielectric mechanism and rheological properties of electrofluids. Jpn J Appl Phys 11:319–326CrossRef
Zurück zum Zitat Vieira SL, Neto LBP, Arruda ACF (2000) Transient behavior of an electrorheological fluid in shear flow mode. J Rheol 44:1139–1149CrossRef Vieira SL, Neto LBP, Arruda ACF (2000) Transient behavior of an electrorheological fluid in shear flow mode. J Rheol 44:1139–1149CrossRef
Metadaten
Titel
Simulations of magnetorheological suspensions in Poiseuille flow
verfasst von
Yannis Pappas
Daniel J. Klingenberg
Publikationsdatum
01.06.2006
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Rheologica Acta / Ausgabe 5/2006
Print ISSN: 0035-4511
Elektronische ISSN: 1435-1528
DOI
https://doi.org/10.1007/s00397-005-0016-8

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