A Level Set-Based Solver for Two-Phase Incompressible Flows: Extension to Magnetic Fluids
Notice bibliographique
Résumé
Development of a two-phase incompressible solver for magnetic flows in the magnetostatic case is presented. The proposed numerical toolkit couples the Navier–Stokes equations of hydrodynamics with Maxwell's equations of electromagnetism to model the behaviour of magnetic flows in the presence of a magnetic field. To this end, a rigorous implementation of a second-order two-phase solver for incompressible nonmagnetic flows is introduced first. This solver is implemented in the finite-difference framework, where a fifth-order conservative level set method is employed to capture the evolution of the interface, along with an incompressible solver based on the projection scheme to model the fluids. The solver demonstrates excellent performance even with high density ratios across the interface (Atwood number ≈1), while effectively preserving the mass conservation property. Subsequently, the numerical discretisation of Maxwell's equations under the magnetostatic assumption is described in detail, utilising the vector potential formulation. The primary second-order solver for two-phase flows is extended to the case of magnetic flows, by incorporating the Lorentz force into the momentum equation, accounting for high magnetic permeability ratios across the interface. The implemented solver is then utilised for examining the deformation of ferrofluid droplets in both quiescent and shear flow regimes across various susceptibility values of the droplets. The results suggest that increasing the susceptibility value of the ferrofluid droplet can affect its deformation and rotation in low capillary regimes. In higher capillary flows, increasing the magnetic permeability jump across the interface can further lead to droplet breakup as well. The effect of this property is also investigated for the Rayleigh–Taylor instability growth in magnetic fluids.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».