高频调幅交变电磁场金属液滴悬浮振荡的3维数值模拟

采用有限元方法模拟高频调幅交变电磁场以及液滴内流体流动,金属液滴自由界面的追踪采用任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法.数值模拟得到了高频调幅交变电磁场、金属液滴内部液体流动和液滴表面形变的动态行为.数值结果表明:在高频调幅交变电磁场中,金属液滴所受洛伦兹力集中在液滴内部近表面区域,液滴受近似表面力的洛伦兹力激励;在表面张力和重力的共同作用下呈周期性振荡,液滴的振荡幅度起伏变化,具备参数振荡特征.对液滴振荡的频谱分析结果显示,液滴振荡的主频和高频调幅交变电磁场的调制波频率相同,在其倍频处也会出现较大峰值,液滴振荡的频谱特征与高频调幅交变电磁场中金属液滴所受洛伦兹力的频率特性吻合.