Cálculo basado en energía de la levitación de segundo orden en un fluido magnético
Autores: Trbui, Mislav; Jesenik, Marko; Trlep, Mladen; Hamler, Anton
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Cálculo basado en energía de la levitación de segundo orden en un fluido magnético
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Imán
Fluido magnético
Fuerza de levitación
Flotabilidad
Métodos computacionales
Enfoque energético
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Un imán permanente sumergido en fluido magnético experimenta una fuerza de levitación magnética que es del tipo de flotabilidad. Este fenómeno comúnmente se refiere a la auto-levitación o a la flotabilidad de segundo orden. La altura de levitación estable del imán permanente puede lograrse mediante la evaluación numérica de la fuerza. Varios autores han propuesto diferentes métodos computacionales, pero todos ellos se basan en la formulación de la fuerza. Este artículo presenta un enfoque energético alternativo en el cálculo de la altura de equilibrio, que se basó en el principio de energía mínima. El problema, que involucra un imán cilíndrico suspendido en un recipiente cilíndrico cerrado lleno de fluido magnético, fue considerado en el estudio. Los resultados logrados por el método propuesto fueron comparados con los del método integral de superficie bien establecido ya verificado por experimentos. La diferencia en los resultados obtenidos por ambos métodos parece ser inferior al 2.5%.
Descripción
Un imán permanente sumergido en fluido magnético experimenta una fuerza de levitación magnética que es del tipo de flotabilidad. Este fenómeno comúnmente se refiere a la auto-levitación o a la flotabilidad de segundo orden. La altura de levitación estable del imán permanente puede lograrse mediante la evaluación numérica de la fuerza. Varios autores han propuesto diferentes métodos computacionales, pero todos ellos se basan en la formulación de la fuerza. Este artículo presenta un enfoque energético alternativo en el cálculo de la altura de equilibrio, que se basó en el principio de energía mínima. El problema, que involucra un imán cilíndrico suspendido en un recipiente cilíndrico cerrado lleno de fluido magnético, fue considerado en el estudio. Los resultados logrados por el método propuesto fueron comparados con los del método integral de superficie bien establecido ya verificado por experimentos. La diferencia en los resultados obtenidos por ambos métodos parece ser inferior al 2.5%.