磁性流體在有限厚度流體層之界面不穩定現象研究

Abstract

本文以實驗方法有系統地研究磁性流體沉浸於薄層的非磁性流體中受均勻垂直磁場所產生的羅森史維格不穩定現象發展情形。對於不同初始直徑和不同磁場強度的可互溶液滴而言，我們論證了其所產生的混合型不穩定現象(同時產生突出峰和迷宮化現象)，並且彼此間力學的發展互相耦合。對於初始直徑較小的液滴而言，因受限於流體層內而形成受到迷宮化不穩定現象主宰的情形。當磁性流體的體積足夠時，三維的突出峰將突破流體層表面，此時則主要受到羅森史維格不穩定現象主導。另一方面，在目前的實驗當中，不可互溶液滴則受到表面張力的限制而無迷宮化現象的產生。在本文中不可互溶液滴形成的羅森史維格不穩定現象，我們觀察到其有明顯的不同階段產生。在磁場關閉後再開啟時可觀察到有趣的羅森史維格不穩定現象。