Электрическое поле заряженной проводящей капли на диэлектрической пленке

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Рассмотрена трехмерная задача определения электрического поля заряженной проводящей осесимметричной капли, смачивающей диэлектрическую пленку, нанесенную на заземленную проводящую подложку. Обсуждается метод нахождения сингулярности электрического поля на линии смачивания и ее учет при вычислении электрического поля в трехмерной задаче. Предложен метод нахождения электрической емкости капли.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Б. Петрин

Объединенный институт высоких температур РАН

Author for correspondence.
Email: a_petrin@mail.ru
Russian Federation, г. Москва

References

  1. Jones T.B. Electrohydrodynamically Enhanced Heat Transfer in Liquids–A Review // Adv. Heat Transfer. 1978. V. 14. P. 107.
  2. Allen P.H.G., Karayiannis T.G. Electrohydrodynamic Enhancement of Heat Transfer and Fluid Flow // Hear Recovery Systems & CHP. 1995. V. 15. № 5. P. 389.
  3. Hoshino K., Triteyaprasert S., Matsumoto K., Shimoyama I. Electrowetting Based Picoliter Liquid Actuation in a Glass Tube Microinjector // Sens. Actuators, A. 2004. V. 114. P. 473.
  4. Belaubre P., Guirardel M., Leberre V. et al. Cantilever-Based Microsystem for Contact and Non-Contact Deposition of Picoliter Biological Samples // Sens. Actuators, A. 2004. V. 110. P. 130.
  5. Paratore F., Bacheva V., Bercovici M. et al. Reconfigurable Microfluidics // Nat. Rev. Chem. 2022. V. 6. P. 70.
  6. Zeng Y., Li S., Chong Z. et al. Reconfigurable Liquid Devices from Liquid Building Blocks // Nat. Chem. Eng. 2024. V. 1. P. 149.
  7. Berge B., Peseux J. Variable Focal Lens Controlled by an External Voltage: an Application of Electrowetting // Eur. Phys. J. E. 2000. V. 3. P. 159.
  8. Mishra K., Narayanan A., Mugele F. Design and Wavefront Characterization of an Electrically Tunable Aspherical Optofluidic Lens // Opt. Express. 2019. V. 27. P. 17601.
  9. Huh D., Tkaczyk A.H., Bahng J.H. et al. Reversible Switching of High-Speed Air–Liquid Two-pase Flows Using Electrowetting-Assisted Flow-pattern Change // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 14678.
  10. Li P., Huang X., Zhao Y.P. Electro-capillary Peeling of Thin Films // Nat. Commun. 2023. V. 14. P. 6150.
  11. Vallet M., Vallade M., Berge B. Limiting Phenomena for the Spreading of Water on Polymer Films by Electrowetting // Eur. Phys. J. B. 1999. V. 11. P. 583.
  12. Hurd R.A. The Edge Condition in Electromagne-tics // IEEE Trans. Antennas Propag. 1976. V. 24. № 1. P. 70.
  13. Van Bladen J. Field Singularities at Metal-Dielectric Wedges // IEEE Trans. Antennas Propag. 1985. V. 33. № 4. P. 450.
  14. Brooke G.H., Kharadly M.M.Z. Field Behavior near Anisotropic and Multidielectric Edges // IEEE Trans. Antennas Propag. 1977. V. 25. № 7. P. 571.
  15. Петрин А.Б. Об особенности электрического поля на линии смачивания диэлектрической поверхности // ТВТ. 2008. Т. 46. №1. С. 23.
  16. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 5. Электричество и магнетизм. М.: Мир, 1965.
  17. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. 620 с.
  18. Петрин А.Б. Особенность электрического поля на линии смачивания диэлектрической поверхности // ТВТ. 2011. Т. 49. №1. С. 23.
  19. Петрин А.Б. Развитие и обобщение метода отражений в задачах электростатики и теплопроводности плоскослоистых сред // ЖТФ. 2023. Т. 93. № 3. С. 318.
  20. Силадьи М. Электронная и ионная оптика. М.: Мир, 1990.
  21. Никифоров А.Ф., Уваров В.Б. Специальные функции математической физики. М.: Наука, 1984.
  22. Миллер Е., Поджио А., Беннетт К.и др. Численные методы теории дифракции. Сб. ст. Математика. Вып.29. Пер. с англ. М.: Мир, 1982.
  23. Петрин А.Б. Термополевая эмиссия электронов из металлических острий конической формы // ТВТ. 2010. Т. 48. № 3. С. 323.
  24. Петрин А.Б. О термополевой эмиссии электронов из металлических острий // Физика плазмы. 2010. Т. 36. № 7. С. 671.
  25. Mugele F. Droplet Motion Electrically Controlled // Nature. 2019. V. 572. P. 445.
  26. Li J., Ha N.S., Liu T. et al. Ionic-surfactant-mediated Electro-dewetting for Digital Microfluidics // Nature. 2019. V. 572. P. 507.
  27. Петрин А.Б. Развитие методов решения задач нестационарной теплопроводности плоскослоистых сред // Успехи прикладной физики. 2023. Т. 11. № 2. С. 93.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Рис. 1. Проводящая капля на диэлектрической пленке, расположенной на проводящей подложке.

Download (7KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Meniscus of conducting liquid (1) on a flat surface of dielectric (2) with permittivity εp in the vicinity of the wetting line; free space (3) has permittivity εf .

Download (8KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Parameterization of the surface of a symmetric droplet.

Download (7KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Location of collocation points pi relative to the surface of the droplet.

Download (4KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Distribution of normalized potential around the droplet in the plane at (see Fig. 1) and h∼ = 0.2, εp = 4, εf = 1.

Download (37KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences