如何高效利用靜電場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)液滴聚并,成為諸如工業(yè)生產(chǎn)、電子通訊、航天航空等前沿領(lǐng)域共同關(guān)注的問題。實(shí)際上,液滴的靜電聚并過程是利用勻強(qiáng)電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。由于靜電的吸引,水滴被極化并相互靠近。雖然勻強(qiáng)電場(chǎng)可以促進(jìn)微納液滴的聚并,但仍然存在一定的局限性:（1）聚并范圍小;（2）能源消耗大。因此本文借助分子動(dòng)力學(xué)方法,從微觀角度分析微納液滴在非勻強(qiáng)電場(chǎng)下靜電聚并過程中電、動(dòng)力學(xué)行為規(guī)律及其形成的微觀機(jī)理。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,針對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)下單一組分微納液滴（即純水液滴）的靜電聚并過程展開研究。對(duì)比了勻強(qiáng)、非勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)微納液滴聚并過程的影響,并分析了非勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用機(jī)理,結(jié)果表明,非勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下液滴的聚并效率是勻強(qiáng)電場(chǎng)下的二倍,而平均電場(chǎng)強(qiáng)度僅僅是勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度的1/2;非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,由于液滴兩端的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,從而產(chǎn)生一個(gè)非零合力（介電泳力）作用于液滴,促進(jìn)了液滴的遷移。在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,能夠清晰的觀察到介電泳力促進(jìn)了液滴的聚并。此外,增大電場(chǎng)梯度,發(fā)現(xiàn)介電泳力將加速液滴的聚并。但當(dāng)電場(chǎng)梯度增加到一定程度,作用在液滴上的介電泳力會(huì)迅速的呈非線性地增加,并由于強(qiáng)烈的拉伸作用促使液滴形成鏈狀結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

模擬系統(tǒng)的初始構(gòu)型H2Omoleculexyzο20A600160

勢(shì)能函數(shù)學(xué)模擬方法通過求解牛頓力學(xué)方程對(duì)微數(shù)與 Lennard-Jones12-6 勢(shì)能函數(shù)組成有粒子的總勢(shì)能。模擬系統(tǒng)由氮?dú)夂退用芏?1000kg/m3，氮?dú)夥肿訑?shù) 1600，相分子，氫氧鍵長(zhǎng) 1.0 ，鍵角 109.47°。es 勢(shì)與庫(kù)侖勢(shì)的聯(lián)合勢(shì)能函數(shù)，截?cái)喟耄╟）液滴的極化現(xiàn)象圖 3-3 電場(chǎng)分布和液滴的極化現(xiàn)象total LJ , ij C ,ijU = U + U12 64ij ij i jq qU = +σ σε

（a）Eave=3kV/cm （b）Eave=0.09V/ 圖 3-4 非勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下單液滴的運(yùn)動(dòng)過程電場(chǎng)的影響非勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)單一組分微納液滴靜電聚并過程研究，因此本章電場(chǎng)作用下液滴的聚并過程進(jìn)行對(duì)比分析，探究非勻強(qiáng)電場(chǎng)與過程的區(qū)別，同時(shí)分析非勻強(qiáng)作用于液滴靜電聚并過程的內(nèi)部強(qiáng)電場(chǎng)作用下液滴聚并過程的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖。圖 3-5（a）為勻強(qiáng)，圖 3-5（b）為非勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下液滴的聚并過程，將兩組在相同的初始位置上，液滴經(jīng)過平衡態(tài)計(jì)算后保持為球形。圖的勻強(qiáng)電場(chǎng) E=0.06V/ ，由于外加電場(chǎng)使水分子發(fā)生取向極化變形。由于液滴邊緣正負(fù)電荷的靜電吸引，液滴逐漸靠近。接觸。然而，如圖 3-5（b）所示，當(dāng)非勻強(qiáng)電場(chǎng)作用時(shí)聚并過

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3012556