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校基本科研業務費的資助，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。
