液晶材料5CB物理参数对电流体动力学性能影响研究

来源：计算力学学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：张博晗,杨林杰,肖伟敬,刘春波

单位：中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司, 郑州 450001,中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司, 郑州 450001,中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司, 郑州 450001,河南工业大学 机电工程学院, 郑州 450002

摘要：针对向列相液晶5CB,运用CFD方法研究黏性、弹性及介电参数对其电流体动力学性能的影响。建立了包含连续性方程、动量方程与角动量方程动力学控制方程组,并运用L-E与0-F理论引入黏、弹性变形与剪切应力的关系式。选择液晶分子指向矢旋转角速度,指向矢位置,微流动速度、弹性自由能密度与黏性剪切应力作为电流体动力学性能特征量。直流电场的施加会引起5CB产生稳定微流动,流动速度的大小受介质物理参数综合影响,到达极值时间与电场强度、介电参数成反比,黏滞参数成正比,与弹性参数无关,因此可根据需要调整物理参数以获取理想的响应时间与流动性能。运用Micro-PIV方法对数值模拟结果进行实验验证,结果吻合较好。本文的研究结论可为液晶微流体驱动方式的进一步研究及应用奠定理论基础。

关键词：液晶,物理参数,电流体动力学,CFD,Micro-PIV,

基金资助：国家重点研发计划(2020YFB2008103);河南工业大学自然科学创新基金支持计划(2020ZKCJ28)资助项目.