电场作用下电流变液滴的变形及力学行为

• 作者: 危卫 张云伟 顾兆林
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 电流体动力学 液滴 电荷分布 力学行为
• 年，卷（期）: 2013,（3）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 197-205
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/972012-107

摘要

外加电场作用下的液滴变形及力学行为是电流体动力学研究的重要内容.基于volumeof-fluid(VOF)方法,将电场力作为源项添加到流体运动的Navier-Stokes方程中,提出了电流体流场与电场双向耦合的数值方法,分别研究了外加均匀电场与非均匀电场作用下,中性漏电液滴和带电液滴的变形/运动及其力学行为.小变形条件下,数值模拟得到的外加均匀电场中性漏电液滴的变形系数接近于理论值,验证了本文方法的正确性.研究结果表明,电场作用下,液滴与周围介质物理属性的差异导致液滴表面不同的自由电荷再分配形式及其变形状态;相对于电场方向,中性漏电液滴可能会发生“扁长型”或“扁平型”变形.均匀电场下,中性漏电液滴内部形成稳定的回转运动,液滴不会发生宏观运动;对于存在净电荷的液滴,由于库仑力的作用,液滴不仅会发生变形,同时也会沿电场线方向运动.非均匀电场下,中性漏电液滴与带电液滴都会沿电场线运动,并发生不同的变形.本文所提出电流体流场与电场双向耦合的数值方法为静电喷雾、电泳等复杂的工程电流体动力学研究提供了理论基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	顾兆林		114	1251	21.0	29.0
2	张云伟		11	77	4.0	8.0
3	危卫		4	17	2.0	4.0