Flujos en contrasentido generados por fuerzas magnéticas

Se analiza experimental, teórica y numéricamente la dinámica del flujo de cizallamiento resultante de la interacción entre un campo magnético vertical y una corriente continua en una capa delgada de un electrolito en régimen laminar. El flujo básico consiste en flujos horizontales con direcciones opuestas contenidos en un canal estrecho. Se exploran corrientes eléctricas en el rango de 10 a 200 mA con imanes que producen un campo magnético aproximado de 85 mT. El flujo presenta una inestabilidad de Kelvin-Helmholtz cuando la fuerza impulsora impulsada por una corriente de aproximadamente I = 95 mA (Re ≈ 40). Los campos de velocidad se miden mediante velocimetría de imágenes de partículas. Adicionalmente, los patrones de flujo se observan mediante la inyección de colorante. Una solución numérica bidimensional reproduce las principales características del flujo, tales como el flujo tipo cizalla y la inestabilidad del tipo Kelvin-Helmholtz. Además, se presentan soluciones analíticas unidimensionales para casos particulares; dichas soluciones reproducen las principales características de los flujos observados. Un análisis de estabilidad lineal corrobora los resultados obtenidos y muestra que la inestabilidad de KelvinHelmholtz está controlada por la intensidad de la fuerza de Lorenz, la forma del campo magnético y la fricción de Rayleigh.