期刊文献+

声振和静电场耦合作用下漏电介质平面液膜的线性不稳定性

Linear Instability of a Leaky Dielectric Planar Liquid Film Under the Coupling Effect of Acoustic Vibration and Electrostatic Field
下载PDF
导出
摘要 在超声电喷推力器中,声振与电场力共同作用使得液膜界面失稳破裂,进而发射液滴并产生推力.为了揭示超声电喷推力器中液膜初始失稳的物理机制,针对超声与电场力耦合作用下液膜的线性不稳定性进行了理论研究.基于Floquet理论,对声振和静电场耦合作用下漏电介质平面液膜进行了线性不稳定性分析,求解了扰动增长率、频率与波数之间的色散关系,通过绘制色散曲线,获得电学、振荡及物性参数对线性失稳的影响规律.结果表明,根据极板间距与液膜厚度之比的不同,液体电导率和介电常数对不稳定性的影响规律会发生改变.当参数不稳定区域增长率较大时,电场力的增强会促进失稳,而当参数不稳定区域增长率较小时,电场力的增强会抑制失稳. In ultrasonic aided electrospray thrusters,liquid films are destabilized and broken up under the effect of acoustic vibration and electrostatic field,then droplets emitted and thrust produced.In order to reveal the physical mechanism of initial instability of liquid films in ultrasonic aided electrospray thrusters,the linear instability of liquid films under the coupling effect of ultrasonic and electric field force is studied theoretically.Based on the Floquet theory,the linear instability of the planar liquid film under the coupling effect of acoustic vibration and electrostatic field is analyzed,and the dispersion relationship among the rate of disturbance growth,frequency and wavenumber is solved.According to the dispersion curves,the influence of electrical,oscillation and physical parameters on the linear instability is obtained.The results show that the effect of the liquid conductivity and dielectric constant on the instability can change with the ratio of the plate spacing to the liquid film thickness.When the growth rate of the parameter unstable region is large,the increase of the electric field force will promote the instability,and when the growth rate of the parameter unstable region is small,the increase of the electric field force will restrain the instability.
作者 贾伯琦 王平 刘宇新 富庆飞 JIA Boqi;WANG Ping;LIU Yuxin;FU Qingfei(Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China;Tangshan Research Institute of Beijing Jiaotong University,Tangshan 063000,China;Beijing Institute of Control Engineering,Beijing 100094,China;Beijing Aerospace Microsystems Institute,Beijing 100094,China;Beihang University,Beijing 102206,China)
出处 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第2期105-116,共12页 Aerospace Control and Application
基金 国家自然科学基金青年科学基金项目(12302325) 河北省自然科学基金青年项目(A2023105004) 北京市科协青年人才托举工程和先进空间推进技术实验室 北京市高效能及绿色宇航推进工程技术研究中心开放基金课题资助(LabASP-2022-05)。
关键词 超声电喷 漏电介质 静电场 声振 参数不稳定 ultrasonic aided electrospray leaky dielectric electrostatic field acoustic oscillations parametric instability
  • 相关文献

参考文献6

二级参考文献43

  • 1刘向阳,范宁军,李科杰.微型推进器推力测试的现状及发展趋势[J].测控技术,2004,23(5):18-20. 被引量:23
  • 2张郁.电推进技术的研究应用现状及其发展趋势[J].火箭推进,2005,31(2):27-36. 被引量:43
  • 3郑航,胡晓军,郭海,唐志平.激光微推进器用于微小卫星的姿轨控仿真[J].推进技术,2007,28(5):467-470. 被引量:5
  • 4汤海滨,刘畅,向民,徐衡,杨勇.微推力全弹性测量装置[J].推进技术,2007,28(6):703-706. 被引量:15
  • 5WOLF E T. Porous emitter colloid thruster performancecharacterization using optical techniques, ADA582612[R].2013.
  • 6GAMERO-CASTA O M,HRUBY V. Electrosprayas asource of nanoparticles for efficient colloidthrusters[J]. Journal of Propulsion and Power,2001,17(5) : 977-987.
  • 7GAMER()-CASTA O M. Characterization of a six-emittercolloid thruster using a torsional balance [j]. Journal ofPropulsion and Power, 2004, 20(2): 736-741.
  • 8SONG W, SHUMLAK U. Ultrasonically aidedelectrospray source for charged particle approachingmonodisperse distributions [J]. Journal of Propulsionand Power, 2010,26(2) : 353-363.
  • 9SONG W, SHUMLAK U. Charged nanoparticle sourcefor high thrust level colloid thruster [J]. Journal ofPropulsion and Power, 2008,24(1): 146-148.
  • 10DONG L, SONG W, KANG X M, et aL A performance comparison of ultrasonically aided electric propulsion extractor configurations[J]. Acta Astronautica, 2012, 77: 1-11.

共引文献19

  • 1贺伟国,康小明,杭观荣,张岩,郭登帅,刘欣宇.超声电喷推进微细驻波形成及影响因素分析[J].中国空间科学技术,2017,37(5):33-39. 被引量:1
  • 2于博,梁伟,贺伟国,张岩,杭观荣,康小录.超声电喷推力器的液滴发射机理研究[J].推进技术,2019,40(5):1189-1200. 被引量:2
  • 3范益朋,夏广庆,韩亚杰,鹿畅,孙斌,丁亮.离子液体微推进技术研究进展[J].航空动力学报,2020(6):1275-1285. 被引量:2
  • 4罗俊,艾凌皓,艾艳丽,安子聪,白伟钢,白彦峥,包佳慧,曹斌,常文博,陈琛,陈厚源,崔凯,单莹,丁延卫,段会宗,范会敏,范磊,范纹彤,范霄,冯文凡,付新菊,付瑜亮,高晨光,郜青,高添泉,高鑫,高永新,龚云贵,谷德峰,辜凌云,郭兴,韩西达,何芸,胡一鸣,胡越新,胡展,黄顺佳,黄祥青,黄潇博,纪沐婕,蒋贇,焦磊,靳鸿鸣,康小明,匡双阳,雷卫华,李程远,李洪银,李珏,李康康,李萌,李明,黎明,李涛,李霄栋,李语强,李祝,李竹溪,黎樽彪,练军想,梁正程,林伟,凌晨,刘辉,刘佳恒,刘建平,刘力,刘祺,刘尚飞,刘胜前,刘帅,刘旭辉,刘雁冲,刘源,龙江,龙军,陆璐,罗成健,骆颖欣,马波,梅健伟,孟云鹤,明珉,牛翔,潘加键,庞爱平,彭慧生,屈少波,区子维,任亮亮,申荣锋,沈岩,石常富,宋佳凝,宋培义,索晓晨,谭柏轩,谭定银,檀庄斌,涂良成,王成,王铖锐,王凤彬,王海天,王继河,王凌风,王尚胜,王泰卜,汪旭东,王炎,汪洋,汪一萍,王智钊,魏东东,文明轩,吴庆文,吴勤勤,吴书朝,吴先霖,夏冰,夏旭,肖青,肖小圆,谢宁,徐家豪,颜浩,闫勇,杨铖,杨诚鋆,杨涓,杨列,杨山清,叶伯兵,叶贤基,叶小容,尹航,于达仁,袁慧敏,曾明,张才士,张德轩,张建东,张静怡,张锦绣,张居正,张开,张蜡宝,张立华,张涛,张鑫,张鑫2,张雪峰,赵宏超,赵玥,赵泽伟,周鸿博,周金灵,周立祥,周泽兵,朱凡,朱炬波,訾铁光,邹远川.天琴计划简介[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(1):1-19. 被引量:25
  • 5于达仁,牛翔,王泰卜,王尚胜,曾明,崔凯,刘辉,涂良成,李祝,黄祥青,刘建平,沈岩,彭慧生,杨铖,宋培义,匡双阳,张开,索晓晨,黄潇博,刘旭辉,汪旭东,龙军,付新菊,高晨光,杨涓,夏旭,付瑜亮,胡展,康小明,吴勤勤,庞爱平,周鸿博.面向空间引力波探测任务的微推进技术研究进展[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(1):194-212. 被引量:15
  • 6叶继飞,洪延姬,李南雷,周伟静,常浩,邢宝玉.激光烧蚀微推进技术研究现状及展望[J].空间控制技术与应用,2021,47(4):1-9. 被引量:3
  • 7黄文栋,耿金越,严浩,刘旭辉,孙素蓉,王海兴.微阴极真空电弧点火起弧及加速机理研究综述[J].空间控制技术与应用,2021,47(4):10-20. 被引量:4
  • 8李嘉惠,韩亚杰,李永,夏广庆,刘旭辉,孙安邦,孙斌,韩道满,鹿畅.射频离子推力器研究进展[J].空间控制技术与应用,2021,47(4):21-30. 被引量:2
  • 9于博,余水淋,康小录,赵青.超声电喷推力器的驻波特性[J].宇航学报,2022,43(4):528-536. 被引量:1
  • 10程玉峰,王伟宗,张金瑞,刘昱涵,蔡国飙.电喷雾推力器锥射流形成的电流体力学仿真[J].南昌大学学报(理科版),2022,46(2):160-167.

相关作者

内容加载中请稍等...

相关机构

内容加载中请稍等...

相关主题

内容加载中请稍等...

浏览历史

内容加载中请稍等...
;
使用帮助 返回顶部