电场中导电液滴电场效应的数值模拟

摘要：

为研究低电导率导电液滴的电场效应,采用开源计算流体力学(CFD)软件OpenFOAM,设计了一种基于漏介质模型(leaky dielectric model)和流体体积(volume of fluid,VOF)法的电流体雾化(electrohydrodynamic atomization,EHDA)求解器,并将数值结果与Taylor的解析值进行了比较.模拟结果预测了液滴的变形方式以及液滴内外的环流模式.研究发现,在外加电场作用下,液滴会发生"扁长型"或"扁圆型"变形,并在内部形成稳定的环流,液滴只会发生变形,而不会发生宏观运动;随着电场强度的增加,液滴的变形越来越大,小变形情况下,模拟值与理论值基本吻合,验证了数值方法的正确性;当液滴的变形量较大时,模拟结果开始偏离理论值,与实验观察结果一致.此外,电导率比值的改变对液滴变形的影响也比较明显,而介电常数比的改变对液滴变形的影响则不太明显.

关键词：导电液滴、电场效应、漏介质模型、流体体积法(VOF)、数值模拟

所属期刊栏目：31

分类号：TQ0;O359.1;U455.43

资助基金：吉林省自然科学基金20190304132YY

在线出版日期：2022-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：339-348