微磁性粒子操縱之力學探討理論研究

Abstract

本文探討磁性粒子於不同型式磁場之下所產生的運動模式。利用物理方程式及模擬解來計算影響運動模式的各種受力：包括因磁性流體中懸浮的微米尺度大小之磁性粒子之順磁性質，將磁性流體置於隨時間改變之不同大小以及不同方向的外加磁場下後，所產生之磁偶極力、粒子接觸面之間的正向力及摩擦力、旋轉時所需的向心力還有在流體中移動所產生的阻力等受力作分析。並使用商用軟體FLUENT來模擬磁性粒子串在旋轉磁場中的行動模式，以計算磁性粒子於流體中所受到的流體阻力。在此之環境流體為蒸餾水，在設定上採用二維及三維暫態層流和不可壓縮流模式來解Navier-Stokes Equation，並利用SIMPLE法和移動網格來模擬暫態下變動的流場：粒子串在流場中因為旋轉磁場而造成之旋轉、擺動等行為。