Bir mikro kanalda akmakta olan karışmayan iki akışkanın arayüzeyinin elektrik alan etkisinde lineer olmayan gelişimi

Bu çalışmada, bir mikro kanalda basınç farkı sebebiyle akmakta olan karışmayan iki Newtonyen yarı iletken akışkanın arasındaki arayüzeyin doğrusal olmayan gelişimi, arayüzeye dik olarak uygulanan bir elektrik alanının varlığında incelenmektedir. Arayüzey pozisyonu ve yüzey yük yoğunluğu için gelişim denklemleri uzun dalga analizi kullanılarak elde edilmektedir. Gelişim denklemleri, zaman ve pozisyon türevleri için sırasıyla Fourier dönüşümü ve 4. derece Runge-Kutta formülasyonu kullanan bir nümerik yöntemle çözülmektedir. Sonuçlar, basınca dayalı akışın, arayüzeyin kanal duvarlarına ulaşmasını engellediğini ve aynı zamanda arayüzeyde simetrinin yok olmasına sebep olduğunu göstermektedir. Akışın kuvvetlenmesi arayüzeyin maksimum ve minimumu arasındaki dikey farkın, bir başka deyişle arayüzeyin genliğinin azalmasına sebep olmaktadır. Lineer teorinin gösterdiği gibi arayüzeyin gelişimi ilk zamanlarında akışın varlığından ya da kuvvetinden etkilenmemektedir. Akışın etkisine ek olarak derinlik, viskozite ve iletkenlik oranlarını, ve boyutsuz sayılar olan elektrik sayısını ve akışkan zaman ölçeğinin elektrik zaman ölçeğine oranını içeren bir parametrik çalışma yapılmaktadır. Elektrik sayısını arttırmak akışın kuvvetini arttırmanın tam aksine daha yüksek genlikli ve daha simetrik arayüzeylerin gözlemlenmesine sebep olmaktadır. Parametrik çalışma aynı zamanda viskozite oranı sabitken en büyük arayüzey genliğine, hız profilinin maksimumu düz arayüzeyde olduğunda ulaşıldığını ortaya çıkarmaktadır.