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Beeinflussung der thermomagnetischen Konvektion in Ferrofluidschichten durch den magnetischen Soret-Effekt (DFG, LA 1182/3)



Beeinflussung der thermomagnetischen Konvektion in Ferrofluidschichten durch den magnetischen Soret-Effekt (funded by the German Research Foundation, LA1182/3)

Abhängigkeit des Wärmestroms Q vom aufgeprägten Temperaturgradienten ΔT, der mit dem kritischen Wert für den Einsatz der Konvektion bei H=0 skaliert ist. ■ bezeichnet den Fall H=0, ▲ den Fall H=25kA/m für das magnetische Fluid APG 513A (a) bzw.EMG 905 (b). Das qualitativ andere Verhalten von EMG 905 für H=25 kA/m ist deutlich erkennbar.


In diesem Vorhaben soll der Einfluss des magnetfeldabhängigen Soret-Effekts auf das Einsetzen der thermischen Konvektion in horizontal ausgedehnten Ferrofluidschichten in vertikalen Magnetfeldern untersucht werden. Die Schichten sind einem vertikalen Temperaturgradienten ausgesetzt, der einen Gradienten in der Magnetisierung für das Fluid nach sich zieht. Die gegensätzliche bzw. kooperative Wirkung dieser beiden Gradienten verursacht die Instabilität der ruhenden Flüssigkeit und das Einsetzen einer Konvektion jenseits einer kritischen Temperaturdifferenz. Diese Instabilitätsschwelle ist für statische Magnetfelder experimentell vermessen worden. Für kerosinbasierte Ferrofluide [Bild (b)] weichen die Daten deutlich und in mehreren Aspekten von den erwarteten und verstandenen Ergebnissen für esterbasierte Ferrofluide [Bild (a)] ab. Als mögliche Ursache für diese Abweichungen wird der Soret-Effekt angenommen, der anisotrop vom Magnetfeld abhängt. Deshalb ist das Hauptziel des Vorhabens die Bestimmung der Instabilitätsschwelle für die thermomagnetische Konvektion unter Beachtung der Magnetfeldabhängigkeit des Soret-Effektes. Die dafür notwendige Bestimmung des Soret-Koeffizienten ist ebenfalls Ziel des Vorhabens.

daraus entstandene Doktorarbeit






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