电流体动力学传导泵送液膜流动的数值模拟研究

【作者】 刘强； 杜中林； 彭宇星； 吴健；

【机构】 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院；

【摘要】 电流体动力学传导泵(电导泵,electrohydrodynamic conduction pumping)是利用电场直接驱动介电液体流动的一种非机械泵,其具有无机械运动部件、设计简单、噪声低、能耗小等独特优势,在低重力空间热管理、微型机器人驱动等领域有广阔应用前景。但目前已报道的电导泵送液膜的数值研究中的界面处理方法比较简单,界面电荷的影响没有充分考虑,数值结果和实验结果差距较大。本文将电场与流场的控制方程植入开源有限体积框架OpenFOAM中,实现了电场与气液两相流动的耦合求解。数值研究了电导泵在二维方腔内由异号电荷层与界面电荷共同引起的液膜流动。电极几何结构考虑为平嵌电极结构,考虑了电场强化解离的昂萨格-维恩效应(Onsager-Wien effect),重点研究了界面电荷对于系统电场与流场特征的影响。数值结果表明,界面电荷的存在将降低异号电荷层的厚度,同时影响流场的转捩规律和流场的强度。在本文研究的参数范围内,界面电荷使流场的平均速度增加了24.1%,平均动能增加了44.1%。更多还原