شبیه سازی رفتار هیدرودینامیکی یک قطره رسانا در حضور میدان الکتریکی

در این تحقیق، اثر میدان الکتریکی روی تغییر شکل و تغییر فاز یک قطره کاملا رسانای معلق در یک سیال عایق بررسی می‌شود. معادلات اساسی، معادلات جریان و انرژی در حالت تراکم ناپذیر می‌باشند. اثر میدان الکتریکی به صورت تنش‌های نرمال در سطح مشترک ظاهر می‌شود که باید هنگام حل معادلات جریان اعمال شوند. از روش سطح تراز برای ردیابی سطح مشترک استفاده می‌شود. ناپیوستگی های موجود در سطح مشترک با استفاده از روش سیال مجازی اعمال می‌گردند. ابتدا تاثیر میدان الکتریکی روی هیدرودینامیک قطره مطالعه می‌شود. تطابق خوبی بین نتایج شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی مشاهده می‌گردد.. در اثر تنش‌های الکتریکی، قطره دچار تغییر شکل شده و در جهت میدان کشیده می‌شود. با افزایش عدد مویینگی الکتریکی، تغییرشکل قطره افزایش می‌یابد. اگر عدد مویینگی الکتریکی از حد بحرانی فراتر رود، تغییر شکل قطره ناپایا خواهد بود. نوآوری تحقیق حاضر مربوط به مطالعه اثر میدان الکتریکی روی تبخیر قطره می‌باشد. بر اساس نتایج حاصل، نرخ تبخیر قطره در حضور میدان الکتریکی افزایش می‌یابد. در صورتی که عدد مویینگی الکتریکی از حد معینی )عدد مویینگی الکتریکی بحرانی تبخیر( تجاوز کند، تبخیر قطره به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد. این مقدار بحرانی برای اولین بار در این تحقیق معرفی می‌شود.