通过多粒子碰撞动力学研究多孔介质中铁磁流体流动的磁渗透效应

随着越来越多有前景的磁性纳米颗粒在复杂环境中的应用被探索，其在多孔介质中的流动特性日益受到关注。我们在此提出了一种混合方法，该方法基于扩展到多孔介质的多粒子碰撞动力学方法（通过摩擦力），并与磁性纳米颗粒磁矩旋转运动的布朗动力学模拟相结合。我们模拟了均匀填充多孔介质的平面通道中的流动，并通过在非磁性情况下重现 Darcy-Brinkman 模型的解析速度剖面来验证我们的实现。在存在外加磁场的情况下，非平衡磁化和摩擦力导致了依赖于场的速度剖面，从而产生了有效的、依赖于场的渗透率。我们类比磁粘效应，为该磁渗透效应提供了一个理论表达式。最后，我们研究了仅壁面覆盖有多孔介质的平面通道中的流动。我们发现，从通道中心的泊肃叶剖面到多孔层中的 Brinkman-Darcy 流动存在平滑的过渡。我们提出了一种基于流量和最大流速的多孔层厚度的简单估算方法。