مجتبی فرخ بین

هم جوشی و جهش خودبه خودی قطرات نقش مهمی در سامانه های انتقال حرارت، چگالش قطره ای و فرایندهای الکتروهیدرودینامیکی ایفا می کند. در این پژوهش، با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، اثر میدان های الکتریکی پالسی و متناوب بر رفتار هم جوشی و جهش نانوقطرات حاوی نمک بررسی شد. دو آرایش مختلف شامل آب شور-آب شور و آب خالص-آب شور مورد مطالعه قرار گرفت و تغییرات ارتفاع جهش، انرژی برهم کنش قطره-زیرلایه، بازده تبدیل انرژی و گشتاور دوقطبی تحلیل شد. نتایج نشان داد در سامانه متقارن شور-شور، برای نانوقطرات با شعاع 4 نانومتر، میدان پالسی عملکرد جهش را نسبت به میدان متناوب بهبود می دهد؛ به طوری که ارتفاع جهش و بازده تبدیل انرژی سطحی به جنبشی به ترتب 8.8482% و 8.4306% افزایش یافتند. در مقابل، در سامانه نامتقارن شور-آب خالص، میدان متناوب موجب افزایش ارتفاع جهش و بازده تبدیل انرژی به ترتب 3.7885% و 10.8498% نسبت به میدان پالسی شد. تحلیل گشتاور دوقطبی نشان داد که میدان پالسی در هر دو سامانه باعث هم راستایی بیشتر ممان های دوقطبی مولکول های آب می شود، اما این افزایش هم راستایی لزوماً به بهبود عملکرد جهش منجر نمی شود. نتایج حاکی از آن است که علاوه بر شکل موج میدان الکتریکی، نحوه توزیع یون ها و تقارن یونی سامانه نیز نقش تعیین کننده ای در مسیرهای انتقال انرژی پس از هم جوشی دارند. این یافته ها دیدگاه مولکولی جدیدی برای کنترل دینامیک قطرات در سامانه های الکتروهیدرودینامیکی ارائه می کنند.