重力如何稳定不稳定性：以磁性微对流为例

在微流控中寻找更好的混合方案仍是一项重要挑战，包括理解这些过程的基本方面。在此，我们研究了垂直微流控芯片中水与可混溶磁性流体界面上的磁性微对流，以理解在流体具有不同密度时重力所起的作用。我们的模型被化简为两个无量纲量——磁瑞利数与重力瑞利数。数值模拟结果表明静磁场产生了丰富的动力学行为。这在初始静止流体中的精细实验中得到了定量证实。我们还表明所得混合的长度受重力限制。为此，我们利用临界场的测量构建了一条主曲线。一个三流体层模型及其界面上的线性稳定性分析使我们能够解释该限制机制。我们的结果有助于基于不稳定性的微混合器的开发。