計算機科學學院李國梁老師在Applied Physics Letters發(fā)表高水平論文
作者：李國梁 編輯：李國梁 上傳：祝夢歡 審核：柯尊韜 發(fā)布時間：2025-02-27 瀏覽次數：
近期,，計算機科學學院李國梁老師在國際知名期刊Applied Physics Letters發(fā)表了題為《The common structure of multiple instability patterns on free liquid surfaces induced by charge injection》的研究論文（論文鏈接：https://pubs.aip.org/aip/apl/article-abstract/126/3/031601/3331829/The-common-structure-of-multiple-instability?redirectedFrom=fulltext）。Applied Physics Letters期刊由美國物理聯合會出版發(fā)行,，在應用物理領域具有重要影響力,，是首批68種收錄于自然指數(Nature Index)目錄的期刊之一。
電流體動力學（Electrohydrodynamics,，EHD）在微流控,、強化傳熱、微重力環(huán)境,、空氣凈化,、微納制造等多個領域有著廣闊的應用前景。EHD有一類重要的現象是液面的EHD不穩(wěn)定性,，呈現出多變而美麗的耗散結構,。因其現象的表現形式復雜，以及涉及到多物理場的強烈非線性耦合,，導致相關理論分析和數值研究并不充分,。
電荷注入下的三種EHD不穩(wěn)定性圖案及其直接數值模擬 李國梁 供圖
這項研究展示了一種新發(fā)現的由電荷注入引起的EHD不穩(wěn)定圖案，稱為斑馬條紋圖案,。與已知的2種的EHD不穩(wěn)定圖案相比,，提出泰勒錐狀圓錐結構作為形成這幾種圖案的共同基礎。通過耦合流體力學和電動力學方程,，建立了直接數值模型,，首次通過數值模擬獲得了自由液面從靜態(tài)到EHD不穩(wěn)定模式的演變過程。數值結果清晰的展現了錐形結構的電荷密度分布和速度分布,，以及電荷是如何從氣相通過介電液體層到達接地極的過程,。數值結果再現了實驗觀測中的均勻排列液體圖案單元結構，特征波長與實驗值完美匹配,。這項研究完善了EHD不穩(wěn)定性圖案的實驗觀測,，建立了高效的直接數值模型，提出了泰勒錐狀圓錐結構是多種不穩(wěn)定性圖案形成的共性基礎,，為基于EHD液面不穩(wěn)定性的各種應用提供了啟示和數值模擬基礎,。
此次研究成果受到了國家自然科學基金和中央高校基本科研業(yè)務費的資助,，李國梁老師為第一作者,，中南民族大學為第一署名單位,。李國梁老師一直從事電流體動力學相關的研究工作，發(fā)表相關學術論文10余篇,，其中以第一作者/通訊作者發(fā)表中科院Top期刊論文3篇,。
