हाल ही में, चीनी विज्ञान अकादमी के हेफ़ेई इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल्स के लेजर सेंटर में कैस्टर लियांग की टीम ने कोरोना डिस्चार्ज द्रव नियंत्रण और गैस लेजर सिस्टम में इसके अनुप्रयोग पर एक अध्ययन किया, बहु-सुई कोरोना डिस्चार्ज परिदृश्यों पर लागू एक विद्युत क्षेत्र-प्रवाह क्षेत्र युग्मन विश्लेषण मॉडल का प्रस्ताव दिया, बहु-सुई इलेक्ट्रोफ्लुइडिक पंपों के प्रवाह दर वितरण की विशेषताओं और उनके नियंत्रित कानूनों का खुलासा किया, और इलेक्ट्रोफ्लुइडिक पंपों को डिज़ाइन किया, जिनका उपयोग गैस लेजर सिस्टम के गैर-यांत्रिक माध्यम के अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट लघुकरण के लिए किया जा सकता है। इलेक्ट्रोफ्लुइडिक पंप के डिजाइन का उपयोग अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट और लघुकृत गैस लेजर सिस्टम के गैर-यांत्रिक माध्यम परिसंचरण ड्राइव के लिए किया जा सकता है
पारंपरिक गैस लेजर उच्च गति वाले मध्यम परिसंचरण को बनाने के लिए यांत्रिक परिसंचरण उपकरण को अपनाता है, जो बड़ी मात्रा, मजबूत कंपन और गंभीर शोर की विशेषता है, और कुछ विशेष अनुप्रयोग परिदृश्यों के साथ-साथ अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट गैस लेजर सिस्टम के अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त नहीं है; इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स (ईएचडी) पंप कोरोना डिस्चार्ज के माध्यम से "आयनित हवा" उत्पन्न करता है, जिसमें हल्के वजन, उच्च प्रदर्शन और कम लागत के फायदे हैं। इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स (ईएचडी) पंप कोरोना डिस्चार्ज के माध्यम से "आयनिक हवा" उत्पन्न करते हैं, जिसमें हल्के वजन, कोई कंपन, कोई शोर आदि के फायदे हैं, और गैस लेजर के अनुप्रयोगों का विस्तार करने के लिए लघु गैस लेजर प्रणाली में पारंपरिक यांत्रिक परिसंचारी उपकरण को बदल सकते हैं।
चित्र. बहु-सुई ईएचडी पंप प्रवाह प्रोफ़ाइल की एज-वैल्यू समस्या के लिए कम्प्यूटेशनल ढांचा
शोधकर्ताओं ने मल्टी-नीडल कोरोना डिस्चार्ज ईएचडी पंप की प्रवाह वितरण विशेषताओं और इसके प्रवाह दर नियंत्रण समस्या का अध्ययन किया है। सबसे पहले, मल्टी-नीडल कोरोना डिस्चार्ज सिस्टम पर लागू गैर-रेखीय स्थिर अवस्था इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक सरलीकृत समीकरणों को एक संगत भौतिक मॉडल और एक बहु-भौतिक क्षेत्र युग्मन तंत्र स्थापित करके प्राप्त किया जाता है; दूसरे, प्रवाह वेग प्रोफ़ाइल के गैर-रेखीय अंतर समीकरण की एज-वैल्यू समस्या के लिए एक उच्च-सटीक और तेज़ संख्यात्मक गणना एल्गोरिदम डिज़ाइन किया गया है, जो वोल्टेज और इलेक्ट्रोड स्पेसिंग पैरामीटर की भिन्नता के एक फ़ंक्शन के रूप में स्थिर-अवस्था प्रवाह वेग की नियंत्रित विशेषताओं की मात्रात्मक रूप से गणना करता है।
परिणाम दर्शाते हैं कि बहु-सुई EHD पंपों के स्थिर अवस्था प्रवाह दर नियंत्रण में वोल्टेज पैरामीटर इलेक्ट्रोड स्पेसिंग की तुलना में अधिक प्रभावी है, और सिस्टम की अधिकतम प्रवाह दर और औसत प्रवाह दर दोनों वोल्टेज नियंत्रण के साथ एक सुपरलाइनियर विकास कानून दिखाते हैं। 1 सेमी इलेक्ट्रोड स्पेसिंग वाले बहु-सुई EHD पंप के डिजाइन में, 5000 V का ऑपरेटिंग वोल्टेज प्रदान करके 0.82 m/s की अधिकतम गैस प्रवाह दर प्राप्त की जा सकती है, जो एक छोटे गैस लेजर सिस्टम में मध्यम परिसंचरण की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, मुख्य इलेक्ट्रोड पर सामान्य चमक निर्वहन को संतुष्ट कर सकती है, और विशेष परिदृश्यों में अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट गैस लेजर सिस्टम के अनुप्रयोग का विस्तार कर सकती है।
चित्र. बहु-सुई ईएचडी प्रणाली का प्रवाह क्षेत्र वितरण: (ए) जब एनोड वोल्टेज 4000 वोल्ट है; (बी) जब एनोड वोल्टेज 4500 वोल्ट है; (सी) जब एनोड वोल्टेज 5000 वोल्ट है
मास्टर के छात्र जिनलियांग हान इस शोधपत्र के प्रथम लेखक थे, तथा शोधकर्ता कैस्टर लियांग इस शोधपत्र के संगत लेखक थे। इस शोध को चीनी विज्ञान अकादमी के युवा नवाचार संवर्धन संघ, चीनी विज्ञान अकादमी के अनुसंधान उपकरण और उपकरण विकास कार्यक्रम तथा चीनी विज्ञान अकादमी के हेफ़ेई इंस्टीट्यूट ऑफ़ मैटेरियल्स के एंगुआंग संस्थान के युवा टीम कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया था।
