شبیه سازی عددی تغییرشکل و تجزیه قطره در میدان الکتریکی

قطره ی مایع معلق در یک سیال دیگر در بسیاری از فرآیندهای طبیعی رخ می دهد. به کارگیری میدان الکتریکی چشم اندازی نوید بخشی را برای کنترل حرکت، تغییر شکل، تجزیه و هدایت قطره فراهم می کند. تحقیق حاضر به شبیه سازی پاسخ دینامیکی قطره ای معلق در سیالی دیگر، واقع در فضای میان دو الکترود رسانای دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی می پردازد. در این راستا تاثیر پتانسیل الکتریکی، هدایت الکتریکی و گذردهی نسبی مورد بررسی قرار گرفته است. مطابق نتایج، افزایش پتانسیل الکتریکی و نسبت هدایت الکتریکی روندی افزایشی را برای تغییر شکل قطره به دنبال دارند، در حالی که افزایش گذردهی نسبی روندی کاهشی-افزایشی را برای تغییر شکل قطره به نمایش می گذارد. بررسی الگوی جریان سیال در داخل قطره نشان می دهد که قرارگیری قطره در میدان الکتریکی خارجی ضمن ایجاد قطبیت الکتریکی در قطره موجب القای میدانی الکتریکی در داخل آن می شود که به پیدایش گردابه هایی در درون قطره منتهی می شود. بزرگی یا کوچکی هدایت الکتریکی و گذردهی الکتریکی نسبت به یکدیگر کاملا بر ناحیه ی تجمع بارهای الکتریکی در سطح قطره تاثیر می گذارند که این تعیین کننده ی جهت چرخش گردابه های درونی قطره می باشد. افزایش پتانسیل الکتریکی و به تبع آن تقویت شدت میدان الکتریکی با افزایش تجمع بار الکتریکی در سطح قطره زمینه ی تغییر شکل قطره و سپس تجزیه و شکست آن را فراهم می سازد. در این حالت قطبیدگی الکتریکی ضمن ایجاد کشیدگی در قطره باعث خروج جت و ساطع شدن ریز قطراتی از آن می شود که استمرار این فرآیند با تقلیل جرم در هسته ی قطره اصلی به استهلاک نهایی قطره منجر می شود.