شبيه‌سازي جريان لايه‌ي صابون با اعمال ميدان ميدان الكتريكي متناوب غيريكنواخت

در اين مقاله به مطالعه‌ي جريان‌هاي ايجاد شده بر روي لايه‌ي صابون با اعمال ميدان الكتريكي متناوب غيريكنواخت پرداخته‌ايم. ميدان الكتريكي با استفاده از الكترودهاي ميله‌اي شكل كه به طور عمود نسبت به سطح لايه قرار گرفته‌اند، به لايه اعمال شده‌است. آزمايش‌هاي اخير ما نشان مي‌دهند كه ميدان الكتريكي متناوب ناشي از اعمال اختلاف پتانسيل بالا با بسامد بالا به الكترودهاي ميله‌اي، بسته به اينكه هر دو الكترود با فاصله از لايه قرار گرفته باشند و يا يكي از الكترودها با لايه تماس داشته باشد و ديگري با فاصله از آن قرار گرفته باشد، مي‌تواند منجر به ايجاد (به ترتيب) چهار يا دو گردابه بر سطح لايه شود. رويكردي كه در اين پژوهش جهت توصيف حركت‌هاي لايه و حل عددي معادلات الكتريكي و هيدروديناميكي حاكم بر آن در پيش گرفته‌ايم، مبتني بر مكانيزم القاي بار است. نتايج شبيه‌سازي ما در توافق خوبي با نتايج تجربي است. چنين مكانيزمي مي‌تواند به عنوان پمپ در لايه‌هاي نازك شاره مورد استفاده قرار گيرد.

Soap film flow induced by non-uniform alternating electric field is investigated. The electric field acts on the fluid using two rod-like electrodes perpendicular to the fluid surface. Recent experiments revealed that there are four (two) vortices regime for disconnected (singly connected) electrodes in the high voltage and high frequency regime. We use the charge induction mechanism to describe the electrical and hydrodynamic equations and solve them numerically to investigate the fluid motion. There is a good agreement between simulation results and experiments. We propose the application of the device as a two dimensional fluid pump