1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Механика жидкости и газа
  4. № 3, 2023

Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2023, № 3, стр. 22-35

РЕКОНСТРУКЦИЯ ТРЕХМЕРНЫХ СТРУКТУР ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ТЕЧЕНИЙ, ИНДУЦИРОВАННЫХ ГЕОМЕТРИЕЙ ПЛОСКОГО ЛЕЗВИЯ

Z. Yan a, b, *, C. Louste c, **, J. Fang a, ***, W. Wu d, ****

a College of Information Science and Technology, Donghua University
Shanghai, China

b Logistics Engineering College, Shanghai Maritime University
Shanghai, China

c Institut PPRIME, Université de Poitiers, Futuroscope Chasseneuil
Futuroscope, Chasseneuil, France

d Ningbo Weiji Electronics Co.Ltd
Ningbo, China

* E-mail: zlyan@shmtu.edu.cn
** E-mail: christophe.louste@univ-poitiers.fr
*** E-mail: jafang@dhu.edu.cn
**** E-mail: wwz@zjweiji.com

Поступила в редакцию 21.06.2022
После доработки 24.08.2022
Принята к публикации 12.09.2022

Аннотация

Метод лазерной анемометрии по изображениям частиц (PIV-метод) возник как мощный инструмент для измерения полей электрогидродинамических (ЭГД) течений. Трехмерная (3D) структура ЭГД-течений, индуцированных некоторым актуатором в геометрии плоского лезвия, реконструируется в данной работе на основе серии измерений параллельных полей вдоль ножевого электрода. Вдоль электрода наблюдается неоднородное распределение интенсивности инжекции и скорости. При использовании набора тонко нарезанных слоев графиков в различных полях зрения в трехмерной декартовой системе координат становится очевидным, что приложенное напряжение, расположение и расстояние между электродами, а также поверхность электродов, как и их краевая неровность, оказывают исключительно сильное воздействие на структуру ЭГД-струй. Данные, полученные в настоящем исследовании, послужат дополнением к полной картине трехмерной структуры струи и могут быть широко использованы для стимулирования выбора подходящих положений вдоль ножевого электрода для исследования плоских профилей.

Ключевые слова: электрогидродинамика, лазерная анемометрия по изображениям частиц, PIV-метод, диэлектрическая жидкость, трехмерные структуры, геометрия плоского лезвия

Список литературы

  1. Vázquez P.A., Talmor M., Seyed-Yagoobi J., Traoré P., Yazdani M. In-depth description of electrohydrodynamic conduction pumping of dielectric liquids: Physical model and regime analysis // Phys. Fluids. 2019. V. 31. № 11. P. 113601–113615.

  2. Vasilkov S.A., Chirkov V.A., Stishkov Yu.K. Electrohydrodynamic flow caused by field-enhanced dissociation solely // Phys. Fluids. 2017. V. 29. № 6. P. 063601–063607.

  3. Ситников А.А., Стишков Ю.К. Трехионная модель ЭГД-течений в системе электродов “провод над плоскостью” // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 2. С. 3–10.

  4. Григорьев А.И., Михеев Г.Е., Ширяева С.О. Электростатическая неустойчивость поверхности объемно заряженной струи диэлектрической жидкости, движущейся относительно материальной среды // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 5. С. 3–14.

  5. Yang L., Talmor M., Shaw B.C., Minchev K.S., Jiang C., Seyed-Yagoobi J. Flow distribution control in meso scale via electrohydrodynamic conduction pumping // IEEE Trans. Ind. Appl. 2017. V. 53. № 2. P. 1431–1438.

  6. Wang Q., Guan Y., Huang J., Wu J. Chaotic electro-convection flow states of a dielectric liquid between two parallel electrodes // Eur. J. Mech. B-fluid. 2021. V. 89. P. 332–348.

  7. John G., Liu P.L.F., Pedersen G.K. PIV and Water Waves. Singapore: World Scientific, 2000.

  8. Daaboul M., Louste C., Romat H. PIV measurements on charged plumes-influence of SiO2 seeding particles on the electrical behavior // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2009. V. 16. № 2. P. 335–342.

  9. Afanasyev S., Lavrenyuk D., Nikolaev P., Stishkov Yu. A semiautomatic method for computer processing of the velocity profile in EHD flows // Surf. Engin. Appl. Electrochem. 2007. V. 43. P. 18–23.

  10. Yan Z., Louste C., Traoré P., Romat H. Velocity and turbulence intensity of an EHD impinging dielectric liquid jet in blade–plane geometry // IEEE Trans. Ind. Appl. 2013. V. 49. № 5. P. 2314–2322.

  11. Wu J., Traoré P., Louste C., Pérez A.T., Vázquez P.A. Heat transfer enhancement by an electrohydrodynamic plume induced by ion injection from a hyperbolic blade, in: IEEE 18th International Conference on Dielectric Liquids. June 30-July 3. 2014. Bled. P. 1–4.

  12. Жакин А.И., Кузько А.Е. Электрогидродинамические течения и теплообмен в системе электродов лезвие-плоскость // Изв. РАН. МЖГ. 2013. № 3. С. 31–42.

  13. Vázquez P.A., Pérez A.T., Castellanos A. Thermal and electrohydrodynamic plumes. A comparative study // Phys. Fluids. 1996. V. 8. № 8. P. 2091–2096.

  14. Deo R., Mi J., Nathan G. The influence of nozzle aspect ratio on plane jets // Exp. Therm. Fluid Sci. 2007. V. 31. P. 825–838.

  15. Sha Y., Zhou Y., Nie D., Wu Z., Deng J. A study on electric conduction of transformer oil // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2014. V. 21. № 3. P. 1061–1069.

  16. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960.

  17. Yan Z., Louste C., Traoré P., Romat H. Experimental estimation of the electric force induced by a blade-plane actuator in dielectric liquids // J. Electrostat. 2013. V. 71. P. 478–483.

  18. Drosg M. Dealing with Uncertainties: A Guide to Error Analysis. Wien: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007.

  19. Castellanos A. Electrohydrodynamics. New York: Springer-Verlag, 1998.

  20. Bockris J.O.M., Reddy K.N., Gamboa-Aldeco M. Modern Electrochemistry 2A Fundamentals of Electrodics/ Second Ed. New York: Springer, 2000.

  21. Pletcher D. Electrochemistry, Vol. 8: A Review of Chemical Literature. London: Burlington House, 1983.

  22. Bockris J., Conway B., Yeager E. Comprehensive Treatise of Electrochemistry: The Double Layer. New York: Springer, 1980.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Механика жидкости и газа

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал