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Previous issue date: 2007 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho de dissertação, exploramos analiticamente o fluxo de um ferrofluido newtoniano
confinado entre duas placas planas e paralelas. Analisamos o desenvolvimento de instabilidades
de interface quando a placa superior é levantada, sob a ação de um campo magnético
aplicado. Obtivemos uma equação diferencial de modos acoplados para o sistema, cuja solução
descreve as amplitudes de perturbação da interface, e a utilizamos para descrever os regimes
linear e não-linear do fluxo confinado. Diferentemente do usual, consideramos o efeito de estresses
viscosos oriundos de gradientes normais da velocidade na interface do ferrofluido. A
inclusão desses estresses normais é feita a partir de uma modificação na condição de contorno
de pressão de Young-Laplace, que também inclui a contribuição de trações magnéticas normais.
Estudamos a maneira pela qual as propriedades de estabilidade da interface e a forma
dos padrões respondem à ação combinada dos estresses normais e do campo magnético, tanto
na presença quanto na ausência de tensão superficial. Neste contexto, mostramos que a inclusão
dos estresses viscosos introduz uma sensibilidade do problema em uma de suas condições iniciais
básicas: o espaçamento inicial entre as placas. Isto indica que, caso esses estresses não
estejam presentes, o número de estruturas (dedos) formados que é estimado pela teoria linear
é maior que o número de dedos obtido com a presença deles. No regime linear, os estresses
viscosos regularizam o sistema atuando como uma tensão superficial efetiva e, no regime fracamente
não-linear, reduzem a competição entre os dedos. Por outro lado, esta competição
pode ser totalmente eliminada com a aplicação adequada do campo magnético azimutal. Na
situação em que a tensão superficial e o campo magnético são nulos, as instabilidades de interface
são tamanhas que a gota quebra-se em partes. A supressão da competição pela ação
do campo azimutal indica que esta configuração de campo pode ser usada para controlar este
comportamento singular (quebra das gotas). Mostramos, ainda, que a tração magnética introduz
uma contribuição puramente não-linear ao problema, revelando o papel fundamental da
susceptibilidade magnética no controle do mecanismo de competição entre os dedos viscosos
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/6547 |
| Date | January 2007 |
| Creators | OLIVEIRA, Rafael Menezes de |
| Contributors | MIRANDA NETO, José Américo de |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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