非牛顿铁磁流体液滴撞击动力学中的磁弹性效应

在本文中，借助详细实验和标度分析，我们提出了在非牛顿铁磁流体液滴于磁场中撞击超疏水（SH）表面时，其撞击流体动力学中存在磁弹性效应。我们研究了磁邦德数（Bom）、韦伯数（We）、聚合物浓度以及铁磁流体中磁性纳米颗粒（Fe3O4）浓度的影响。与牛顿铁磁流体液滴相比，在固定磁性纳米颗粒浓度和 We 下，聚合物的加入使得液滴在较低 Bom 下相对发生回弹抑制。我们进一步观察到，在固定聚合物浓度和 We 下，提高磁性纳米颗粒浓度也会随着 Bom 增大而触发更早的回弹抑制。在无磁性纳米颗粒时，所研究的 Bom 范围内非牛顿液滴未出现回弹抑制。同样，牛顿铁磁流体在较大 Bom 下才出现回弹抑制。这种聚合物链弹性效应与磁性纳米颗粒之间引人关注的相互作用，被称为磁弹性效应，并注意到其导致了回弹抑制。我们建立了一个标度关系，表明仅当所提出的磁性魏森贝格数（Wim）超过 1 时，回弹抑制才作为磁弹性失稳发生的表现而被观察到。我们还给出了相图，以识别此类液滴撞击铁磁流体动力学的各种状态以及磁弹性效应的发生。