計算機科學學院李國梁老師在Applied Physics Letters發表高水平論文
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現的由電荷注入引起的EHD不穩定圖案，稱為斑馬條紋圖案。與已知的2種的EHD不穩定圖案相比，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到EHD不穩定模式的演變過程。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定性圖案形成的共性基礎，為基于EHD液面不穩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?；究蒲袠I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，發表相關學術論文10余篇，其中以第一作者/通訊作者發表中科院Top期刊論文3篇。
