شبیه سازی عددی تغییر شکل قطره ی نیمه رسانا در حضور میدان الکتریکی

در این پژوهش، تغییر شکل قطره ی نیمه رسانا تحت تاثیر میدان الکتریکی به صورت تقارن محوری شبیه سازی میشود. معادلات ناویراستوکس تراکم ناپذیر برای مدلسازی جریان سیال داخل و خارج قطره استفاده می شود. علاوه بر این، برای محاسبه پتانسیل الکتریکی در کل دامنه، معادله پواسون با ضرایب متغیر حل میگردد. در این شبیهسازی، از روش سطح تراز برای ردیابی سطح مشترک و از روش سیال مجازی برای مدل کردن کمیتهای ناپیوسته در سطح مشترک استفاده میشود. زمانی که قطره تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار میگیرد،تحت اثر تنش های الکتریکی دچار تغییر شکل میشود که این تغییر شکل به خواص فیزیکی و زمان مشخصه سیال )نسبت ضریب گذردهی الکتریکی به ضریب رسانایی الکتریکی( وابسته است. اگر زمان مشخصه قطره از زمان مشخصه سیال اطراف کمتر باشد، قطره در راستای میدان الکتریکی کشیده میشود )تغییر شکل پرولیت( و جریان چرخشی در جهت پادساعتگرد در قطره ایجاد میشود. زمانی که زمان مشخصه قطره بیشتر از زمان مشخصه سیال اطراف باشد، قطره در راستای عمود بر میدان الکتریکی اعمالی کشیده میشود )آبلیت( و جریان چرخشی در جهت ساعتگرد در قطره ایجاد میشود.

Keywords:

الکتروهیدرودینامیک , تغییر شکل , روش سطح تراز , روش سیال مجازی