"Электрогидродинамическая неустойчивость при концентрационной поляризации двухфазного микротечения электролита под действием нормального к поверхности раздела высокочастотного переменного электрического поля"

Цель работы: является исследование устойчивости двуслойной системы несмешивающихся вязких жидкостей - диэлектрической и проводящей - со свободной границей раздела в микроканале с твердыми заряженными диэлектрическими стенками под действием внешнего переменного электрического поля. Особое внимание будет уделено случаю высокочастотного электрического поля, так как при этом возникают особые режимы, такие как дрейф. На свободной границе раздела предполагается наличие мобильного заряда, возмущения которого существенно сказываются на поведении течения. При достижении этой цели можно будет оценить возможность создания нового типа микромиксера, основанного на обнаруженных эффектах неустойчивости. Для достижения целей проекта-первую очередь построить математическую модель рассматриваемого течения; исследовать устойчивости этого решения относительно двумерных возмущений, для чего необходимо составить алгоритм численного моделирования и провести серию расчетов. Найти неустойчивые режимы течения и определить их количественные характеристики. Определение физических механизмов, ответственных за обнаруженные эффекты. Асимптотический анализ дает простые формулы, которые полезны для понимания физических явлений, для быстрой оценки эффективности конкретных установок по предполагаемым параметрам.Результаты работы: обнаружение и описание новых типов неустойчивости в рассматриваемых системах. Результаты численного анализа позволят составить карты режимов для широких диапазонов параметров, а асимптотический анализ позволит выявить физические механизмы, приводящие к этим режимам. Простые аналитические формулы будут ценны для инженерных задач, когда необходимо быстро оценить эффективность конфигурируемой установки по предполагаемым параметрам. С фундаментальной точки зрения, результаты исследования заполнят теоретический пробел, имеющийся в данной области знаний. Математическая модель и методы могут быть обобщены для других задач микрофлюидики, особенно для систем со свободной границей раздела. С прикладной точки зрения, исследования позволят экспериментаторам более осмысленно подходить к организации будущих экспериментов, имея теоретические карты режимов и ожидая определенные сценарии развития течений. Результаты, полученные в рамках данного проекта, могут лечь в основу нового типа микромиксеров, где перемешивание будет осуществляться не за счет различных геометрических неоднородностей каналов, а за счет подбора оптимальной частоты электрического поля.