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电润湿现象的格子玻尔兹曼模拟

流体动力学 2018-12-17 v1 软凝聚态物质

摘要

我们提出了一种格子-玻尔兹曼方法,可模拟两相流体的流体动力学与静电学耦合运动方程,以此对电润湿现象进行建模。我们的方法的优势在于在格子-玻尔兹曼算法内部对静电场进行建模,从而无需混合方法。我们通过复现施加电压液滴的静态平衡构型验证了方法,并表明液滴的表观接触角在接触角不超过 50\approx 50^\circ 时遵循 Young-Lippmann 方程依赖于电压。在更高电压下,我们观察到由电应力与毛细应力竞争引起的接触角饱和。我们还研究了被困在导电流体与固体电极之间的介电薄膜的稳定性,发现其与基于润滑理论的解析预测吻合良好。最后,我们考察了长时间下的薄膜动力学,并报道了与先前实验报道相似的薄膜破裂与夹带现象。

关键词

引用

@article{arxiv.1812.04756,
  title  = {Lattice-Boltzmann simulations of electrowetting phenomena},
  author = {Élfego Ruiz-Gutiérrez and Rodrigo Ledesma-Aguilar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.04756},
  year   = {2018}
}

备注

12 pages, 4 figures