Моделирование движения сферической микрогранулы в сильном электрическом поле

  • Куцепалов А.С. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
  • Шелистов В.С. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
  • Франц Е.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
  • Демёхин Е.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
УДК: 532.516; 544.6

Аннотация

Рассмотрен случай электрофореза в сильном электрическом поле, не подчиняющийся классической теории электрокинетических явлений. Построена математическая модель соответствующего явления на основе системы уравнений Нернста-Планка-Пуассона-Стокса, описаны параметры системы и проведены численные эксперименты. В результате получено распределение тока по поверхности гранулы. Обнаружено, что ток меняет своё значение примерно в одном и том же месте поверхности гранулы. Именно в этом месте проявляется механизма Духина — образование вихрей позади гранулы.

Ключевые слова: электрофорез, микрогранула, электролит, система уравнений Нернста-Планка-Пуассона-Стокса, численное моделирование

Информация об авторах

Александр Сергеевич Куцепалов
аспирант кафедры вычислительной математики и информатики Кубанского государственного университета
e-mail: alex.kuzepalov@gmail.com
Владимир Сергеевич Шелистов
канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник научно-исследовательской части Кубанского государственного университета
e-mail: shelistov_v@mail.ru
Елизавета Александровна Франц
магистрант кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета
e-mail: gandizel@mail.ru
Евгений Афанасьевич Демёхин
д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры вычислительной математики и информатики Кубанского государственного университета
e-mail: edemekhi@gmail.com

Литература

  1. Dukhin S.S. Electrokinetic phenomena of second kind and their applications // Adv. Colloid Interface Sci. 1991. Vol. 35. Pp. 173-196.
  2. Mishchuk N.A. Electroosmosis of the second kind // Colloids and Surfaces A. 1995. Vol. 95. Pp. 119-131.
  3. Baran A.A., Mishchuk N.A., Prieve D.C. Superfast electrophoresis of conducting dispersed particles // J. Colloid Interface Sci. 1998. Vol. 207. Pp. 240-250.
  4. Mishchuk N.A., Dukhin S.S. Electrokinetic Phenomena of the Second Kind. In: Delgado A., Decker M. (eds.) Interfacial Electrokinetics and Electrophoresis, New York/Basel, 2002. P. 241-275.
  5. Ben Y., Chang H.-C. Nonlinear Smoluchowski slip velocity and micro-vortex generation // J. Fluid Film. 2002. Vol. 461. Pp. 229-238.
  6. Ben Y., Demekhin E.A., Chang H.-C. Nonlinear electrokinetics and "superfast" electrophoresis // J. Colloid Interface Sci. 2004. Vol. 276. Pp. 483-497.
  7. Уртенов М.Х. Краевые задачи для систем уравнений Нернста-Планка-Пуассона (факторизация, декомпозиция, модели, численный анализ). Краснодар: Кубанский государственный университет, 1998. 126 с.
  8. Urtenov M.A.Kh. Decoupling of the Nernst-Planck and Poisson equations // J. Phys. Chem. 2007. V. 111. Pp. 14208-14222.
  9. Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах. М.: Наука, 1996. 392 с.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке РФФИ (13-08-96536-р_юг_а, 14-08-00789-а, 14-08-01171-а) и администрации Краснодарского края (13-08-96536-р_юг_а).

Выпуск
Страницы
63-69
Прислано
2014-12-11
Опубликовано
2015-03-26

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)