Feromagnētisku mikropeldētāju pārvietošanās mehānisms un tā skaitliskā modelēšana

Abstract

Darbā tiek aplūkots feromagnētisks mikropeldētājs, kura dinamika mainīgā magnētiskā laukā tiek pētīta izmantojot modificētu Kirhofa modeli elastīgam stienim. Mikropeldētāja formu raksturojošie vienādojumi tiek skaitliski risināti, diskretizējot tos ar galīgo diferenču metodes palīdzību. Tiek izveidota programma MATLAB vidē skaitlisko simulāciju veikšanai. Rezultāti tiek salīdzināti ar pieejamo literatūru, konstanta lauka gadījumā izmantojot arī analītisku atrisinājumu. Tiek aplūkota izmantotās risinājuma shēmas stabilitāte, precizitāte, iespējamās uzlabošanas iespējas un perspektīvas turpmākiem pētījumiem.

The dynamics of a ferromagnetic microswimmer in a time-varying magnetic field are explored using a modified Kirchoff model for an elastic rod. The equations characterizing the shape of the microswimmer are discretized using a finite difference scheme and numerical simulations are performed using MATLAB. The results are compared with the available literature as well as an analytic solution for the limiting case of a stationary magnetic field. The stability and precision of the numerical scheme is discussed, as well as possible improvements to the numerical algorithm and perspective avenues of further research.