法向电场下自由悬浮黏性液膜的电流体动力学不稳定性
流体动力学
2021-06-29 v1
摘要
流体-流体界面的电流体动力学不稳定性可用于多种微流控应用，以增强混合、复制良好控制的图案或生成特定尺寸的液滴。在本工作中，我们研究两层不互溶流体三层叠加、受法向电场作用的系统之稳定性与动力学。遵循 Taylor-Melcher 漏电介质模型，体相保持电中性而净电荷在界面上累积。界面电荷动力学由考虑欧姆传导、随流平流与有限电荷弛豫的守恒方程刻画。利用该模型，我们进行线性稳定性分析并辨识不同不稳定性模态，且刻画系统在各模态中作为相关无量纲群函数的行为。进一步，我们利用边界元法进行数值模拟，以研究非线性对长时间界面动力学的影响。我们展示了不同不稳定性模态中流动与表面电荷输运的耦合如何引发尖端射流或液膜掐断成液滴等非线性现象。
引用
@article{arxiv.2106.13831,
title = {Electrohydrodynamic instabilities in freely suspended viscous films under normal electric fields},
author = {Mohammadhossein Firouznia and David Saintillan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.13831},
year = {2021}
}