高分子聚合物射流在电场驱动下的运动和稳定性

本项目研究电场驱动射流的运动和稳定性。通过建立力学数学模型，从理论上揭示电场驱动射流的失稳形式- - 高速甩动旋转的形成机制。为此，首先研究射流弯曲变形引起内电场和表面极化电荷分布发生变化的耦合关系。另外，由于高分子聚合物射流的Deborah数大，所以流体具有粘弹性特性。拟采用Giesekus 非线性粘弹性本构关系加以表征。最后，沿射流弯曲轴线建立细体射流的控制方程组，包括质量守恒、线动量守恒、角动量守恒、电荷守恒和电场强度平衡方程。采用小扰动方法得到频散方程。用数值计算的方法，讨论力学和电学参数对弯曲失稳的影响。定量表示重要的特征量，例如临界流速、临界电压、从喷口到发生弯曲点的行程距离等等。拟通过实验对上述理论结果进行验证。还拟通过实验观察射流的分叉现象，以及分叉与流体浓度之间的关系。