微通道中粘弹性流体的电动力学振荡流与能量转换：线性分析
流体动力学
2021-06-09 v1
摘要
我们研究受振荡压力梯度作用的粘弹性流体的电动力学流动，特别关注流动中的共振行为。控制方程限于线性 regime，从而速度和流动电势场可解析求解。基于粘弹性剪切波的相互作用，我们解释了共振机制，并推导出决定共振发生的临界 Deborah 数 Dec = 1/4。利用 Maxwell 流体模型，我们表明共振增强了电动力学效应并导致电动力学能量转换效率的急剧提升。然而，应用 Oldroyd-B 流体模型揭示，即使非常小的牛顿溶剂贡献也会抑制效率的放大。这可能是文献中缺乏关于 Bandopadhyay & Chakraborty (Appl. Phys. Lett., vol. 101, 2012, 043905) 所预测高效率的实验验证的原因之一。此外，溶剂黏度的阻尼效应对高阶共振更为显著。引入多重弛豫时间因子，我们表明流动电势场和流率共振的发生仍由 Dec 主导。对于多模态情形下的效率，共振的发生由 Deborah 数 De 和模态数 N 主导，且在小 De 或大 N 时共振消失。此外，在大 De 时可识别出流动电势场与 EDL 厚度之间的新型标度关系。
引用
@article{arxiv.2101.12517,
title = {Electrokinetic oscillatory flow and energy conversion of viscoelastic fluids in microchannels: a linear analysis},
author = {Zhaodong Ding and Yongjun Jian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.12517},
year = {2021}
}