Temporal Instability of a Charged Viscoelastic Jet Subjected to an Axial Magnetic Field = Temporal Instability of a Charged Viscoelastic Jet Subjected to an Axial Magnetic Field
저자
발행기관
한국액체미립화학회(Institute for Liquid Atomization and Spray System Korea)
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
40-40(1쪽)
제공처
The breakup and instability of charged viscoelastic jets are of great importance both for academic interests and practical applications, such as ink-jet printing, fuel injection spraying, and fiber spinning. Although associated technique of electric viscoelastic jets have recently widely applied, the inevitable and uncontrolled motion of the jets due to various instability mechanisms have limited the practical application of charged jets. For example, the non-axisymmetric instability triggered by the electrostatic force on the jet surface would prevent the formation of uniform drops, which is adverse for ink-jet printer; the rapidly whipping motion caused by the bending instability would hinder the oriented alignment of nanofibers in electrospinning process. Therefore, Wu et al. (“Controlling stability of the electrospun fiber by magnetic field,” Chaos, Solitons & Fractals, 32(2007)) suggested that the magnetic approach is the most effective and economical way to inhibit the onset of unstable motion in electrospinning. The objective of the present work is to investigate the mechanisms of instability of charged viscoelastic jets under an axial magnetic field, and to find whether a linear stability analysis would result in conclusions similar to charged Newtonian jets under an axial magnetic field.
Based on the assumption that the magnetic force is comparable to the electric force, while the variation in magnetic field induced by the electrical current is insignificant compared with the applied axial magnetic field, the corresponding dispersion, according to the governing equations and boundary conditions, has been obtained and solved numerically. Results show that an increase of the magnetic strength suppresses the growth rate of both the axisymmetric and non-axisymmetric mode, while the unstable range remains nearly unchanged. However, this stabilizing effect is not significant until the magnetic strength exceeds a critical value.
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