Lattice Boltzmann modelling of electro-thermo-convection in a planar layer of dielectric liquid subjected to unipolar injection and thermal gradient

Overview of electrohydrodynamic conduction pumping

“…diminishing scheme)格式相结合用于介电液体电对流 和电热对流的研究 [98][99][100] ，其中有限体积法用于求解 整个电对流耦合方程组，TVD 格式用于处理对流占 优的电荷密度守恒方程。该求解方法应用于二维刀 片-平板电极结构 [101] 和三维方腔内平嵌电极 [102] 电导 泵的数值分析。另外，该求解策略已经被植入了开源 数值平台 OpenFOAM,并拓展到多相问题 [103][104][105] 。近年 来，一些新的方法也开始应用于单种电荷电对流问 题，包括格子 -Boltzmann 方法(LBM) [106][107][108][109][110][111][112] , 谱元法 [113] , 散统一动理学方法(DUGKS) [114] , 能量稳定有限元 法 (Energy stable FEM) [115] , 能 量 无 条 件 稳 定 格 式 (Unconditionally energy stable schemes) [116] 等。其中， LBM 已经被拓展应用于电导泵问题 [117] 。事实上， LBM 在电流体领域的应用发展非常迅速，除了单相 流以外，已经被广泛应用于多相电流体动力学问题。 图 17 流线和非对称电极配置  =0.35(br=2) [50] Fig 17 Flow streamlines and asymmetric electrode configuration  =0.35(br=2) [50] 最早，Jeong 等 [23] 基于有限体积法求解了电导泵 静压模型。紧接着，他们考虑了流场和昂萨格-维恩 效应 [25] 。之后，人们开展了大量电导泵性能影响参数 研究，尤其是电极尺寸、布置和正负离子迁移系数比 等物性参数。Yazdani 和 Seyed-Yagoobi [50] 模拟研究发 Seyed-Yagoobi [52,118] 通过数值模拟研究，量化电荷注 入对电导泵性能的影响，得出双极电荷注入对流动 的影响不如单极电荷注入。Nishikawara 等 [51] 模拟研 V/m，而电极表面电场强度小于 10 5 V/m，可避免电 荷注入。中心孔强电场区的非线性电流电压特性，仅 由场强解离现象引起。阴、阳离子主要分布在中心孔 两端，流体流动未穿过中心孔。中心孔形状的改变可 使孔两侧出现不均匀的电场分布，即可产生通过中 心孔的净流 [121] 。文献 [119,121] 还开展了实验研究，测量 了压降和流速，数值和实验结果总体吻合良好。 泵性能与电场强度密切相关，随着电场强度增 加，维恩-昂萨格效应也更加显著，会对电导泵性能 产生显著影响。2019 年，Vázquez 等人以平行平板电 极为对象推导了维恩-昂萨格效应对电导泵压力产生 以及电流的影响，这是理论研究的一个重要进展 [59] 。 量的速度分布 [122] ，因此可视为电导泵数值模拟的一 [122,123] 和 我 们 利 用 OpenFOAM 计算的 FVM 结果 [124] ，均与实验结果吻 合良好。 Talmor 和 Seyed-Yagoobi 基于文献 [58]数值研 究了微尺度泵的流动方向和流体惯性对异号电荷层...…”

Radial basis function interpolation supplemented lattice Boltzmann method for electroosmotic flows in microchannel

“…since LBM is an inherently time-dependent method and is generally not well suited for the steady Poisson equation [5,16]. To minimize the effects of this transient term, we regard the solution that has a relative error of 10 −6 between two successive time steps as the solution of the original Poisson equation [16].…”

“…The EDL contains unequal con-centrations of cation and anion and, thus, has a net charge density. As a result, EOFs are induced by the Coulomb force arising from the interaction of the net charge density and the external electric fields [5][6][7]. A complete description of EOF requires detailed information of the electric potential, ionic distribution, and fluid flow, which can be obtained by the coupled solution of the Poisson equation, Nernst-Planck equation (NP), and Navier-Stokes (NS) equation [8,9].…”

Electrohydrodynamic Enhancement of Phase Change Material Melting in Circular-Elliptical Annuli

“…Framed in this general background, in this work, we intend to study the EHD enhancement of PCM melting in circular-elliptical annuli, and as far as the numerical method is concerned, the LB method is considered which has been developed into a powerful numerical solver for modeling thermal multiphase flows with phase change [46][47][48], as well as the EHD flows [49][50][51][52]. The remainder of this paper is organized as follows.…”