铁磁流体中磁性颗粒的旋转动力学

我们发展了一种描述铁磁流体中磁性颗粒及其磁矩动力学的新理论。基于胶体颗粒运动方程的广义拉格朗日表述，我们通过耗散和随机噪声力矩引入其与溶剂流体的相互作用，以及颗粒与其磁矩之间的相互作用，后者被视为一个独立的物理实体，由三个广义坐标表征：两个极角和其模量。最近人们认识到，惯性效应以及颗粒的旋转布朗运动可能对一类磁性流体的动态磁化率起重要作用。迄今为止，尚无令人满意的理论考虑这些效应。本文提出的理论是一种基于第一性原理的三维方法，与近期文献中出现的某些唯象二维方法形成对比。它适用于超顺磁、非超顺磁及混合磁性流体。作为一个简单应用，我们对阻塞极限（磁矩固定在颗粒内）进行了数值处理。对于某些参数值，我们明确计算了存在磁场时颗粒的旋转轨迹，以及响应函数和动态磁化率矩阵。