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 می شود. معادلات اساسی، معادلات جریان و انرژی در حالت تراکم ناپذیر می باشند. اثر میدان الکتریکی به صورت تنش های نرمال در سطح مشترک ظاهر می شود که باید هنگام حل معادلات جریان اعمال شوند. از روش سطح تراز برای ردیابی سطح مشترک استفاده می شود. ناپیوستگی های موجود در سطح مشترک با استفاده از روش سیال مجازی اعمال می گردند. ابتدا تاثیر میدان الکتریکی روی هیدرودینامیک قطره مطالعه می شود. تطابق خوبی بین نتایج شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی مشاهده می گردد.. در اثر تنش های الکتریکی، قطره دچار تغییر شکل شده و در جهت میدان کشیده می شود. با افزایش عدد مویینگی الکتریکی، تغییرشکل قطره افزایش می یابد. 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 می باشد. بر اساس نتایج حاصل، نرخ تبخیر قطره در حضور میدان الکتریکی افزایش می یابد. در صورتی که عدد مویینگی الکتریکی از حد معینی)عدد مویینگی الکتریکی بحرانی تبخیر(تجاوز کند، تبخیر قطره به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. این مقدار بحرانی برای اولین بار در این تحقیق معرفی می شود.