شبيه¬سازي عددي تغيير شكل قطره¬ي نيمه¬رسانا در حضور ميدان الكتريكي

در اين پژوهش، تغيير شكل قطره¬ي نيمه¬رسانا تحت تاثير ميدان الكتريكي به صورت تقارن محوري شبيه¬سازي مي¬شود. معادلات ناوير استوكس تراكم ناپذير براي مدل¬سازي جريان سيال داخل و خارج قطره استفاده مي شود. علاوه بر اين، براي محاسبه پتانسيل الكتريكي در كل دامنه، معادله پواسون با ضرايب متغير حل مي¬گردد. در اين شبيه¬سازي، از روش سطح تراز براي رديابي سطح مشترك و از روش سيال مجازي براي مدل كردن كميت¬هاي ناپيوسته در سطح مشترك استفاده مي¬شود. زماني كه قطره تحت تاثير ميدان الكتريكي قرار مي¬گيرد، تحت اثر تنش هاي الكتريكي دچار تغيير شكل مي¬شود كه اين تغيير شكل به خواص فيزيكي و زمان مشخصه سيال (نسبت ضريب گذردهي الكتريكي به ضريب رسانايي الكتريكي) وابسته است. اگر زمان مشخصه قطره از زمان مشخصه سيال اطراف كمتر باشد، قطره در راستاي ميدان الكتريكي كشيده مي¬شود (تغيير شكل پروليت) و جريان چرخشي در جهت پادساعتگرد در قطره ايجاد مي¬شود. زماني كه زمان مشخصه قطره بيشتر از زمان مشخصه سيال اطراف باشد، قطره در راستاي عمود بر ميدان الكتريكي اعمالي كشيده مي¬شود (آبليت) و جريان چرخشي در جهت ساعتگرد در قطره ايجاد مي¬شود.