Modelización de la interacción de partículas con interfaces de solidificación.

: ROSENBERGER M.R., AGALIOTIS E.M.,; SCHVEZOV C.E

La Plata-Argentina.

Congreso; 90° REUNIÓN DE LA ASOCIACIÓN FÍSICA ARGENTINA - AFA 2005 -.; 2005

Facultad de Ciencias Exactas. UNLP.

El campo t´ermico generado por el movimiento de una interfase de solidificaci´on hacia una part´ýcula esf´erica fue modelado din´amicamente para estudiar las deformaciones de la interfase en relaci´on con las diferentes propiedades t´ermicas de la part´ýcula en una matriz s´olido-l´ýquida. La simetr´ýa del sistema permiti´o emplear un modelo de simetr´ýa axial en dos dimensiones. La simulaci´on se realiz´o empleando an´alisis por elementos finitos. Se consideraron iguales densidades y capacidad calor´ýfica para la part´ýcula y la matriz. Tambi ´en se despreciaron las fuerzas convectivas en la fase l´ýquida. Los resultados muestran una deformaci´on c´oncava de la interfase cuando la part´ýcula presenta mayor conductividad t´ermica que la matriz, y una interfase convexa en el caso contrario. El caso l´ýmite, cuando ambas tienen el mismo valor de conductividad t´ermica la interface de solidificaci´on es plana. Adem´as, se estudiaron las fuerzas de arrastre que act´uan sobre la part´ýcula cuando la interface de solidificaci ´on es plana. Para ello se emple´o un modelo de flujo de fluidos en estado estacionario con la part´ýcula ubicada a diferentes distancias de la interface y con diferentes velocidades de avance de la interface de solidificaci´on. Los valores obtenidos se compararon con los obtenidos por la ecuaci´on de Stokes modificada. Se utiliza el modelo de Lifshitz-Van derWaals para calcular las fuerzas de repulsi´on y se observa que, a bajos valores de la fuerza de repulsi´on la separaci´on de equilibrio para que se produzca el estado estacionario de pushing es menor en el modelo simulado que en el modelo de Stokes, en cambio a mayores valores de la fuerza de repulsi´on ambos modelos indican una separaci´on de equilibrio aproximadamente iguales independientemente de la velocidad de la interface.