近期，计算机科学学院李国梁老师在国际知名期刊Applied Physics Letters发表了题为《The common structure of multiple instability patterns on free liquid surfaces induced by charge injection》的研究论文（论文链接：https://pubs.aip.org/aip/apl/article-abstract/126/3/031601/3331829/The-common-structure-of-multiple-instability?redirectedFrom=fulltext）。Applied Physics Letters期刊由美国物理联合会出版发行，在应用物理领域具有重要影响力，是首批68种收录于自然指数(Nature Index)目录的期刊之一。

电流体动力学（Electrohydrodynamics，EHD）在微流控、强化传热、微重力环境、空气净化、微纳制造等多个领域有着广阔的应用前景。EHD有一类重要的现象是液面的EHD不稳定性，呈现出多变而美丽的耗散结构。因其现象的表现形式复杂，以及涉及到多物理场的强烈非线性耦合，导致相关理论分析和数值研究并不充分。

电荷注入下的三种EHD不稳定性图案及其直接数值模拟 李国梁 供图

这项研究展示了一种新发现的由电荷注入引起的EHD不稳定图案，称为斑马条纹图案。与已知的2种的EHD不稳定图案相比，提出泰勒锥状圆锥结构作为形成这几种图案的共同基础。通过耦合流体力学和电动力学方程，建立了直接数值模型，首次通过数值模拟获得了自由液面从静态到EHD不稳定模式的演变过程。数值结果清晰的展现了锥形结构的电荷密度分布和速度分布，以及电荷是如何从气相通过介电液体层到达接地极的过程。数值结果再现了实验观测中的均匀排列液体图案单元结构，特征波长与实验值完美匹配。这项研究完善了EHD不稳定性图案的实验观测，建立了高效的直接数值模型，提出了泰勒锥状圆锥结构是多种不稳定性图案形成的共性基础，为基于EHD液面不稳定性的各种应用提供了启示和数值模拟基础。

此次研究成果受到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助，李国梁老师为第一作者，雷竞技ray官网为第一署名单位。李国梁老师一直从事电流体动力学相关的研究工作，发表相关学术论文10余篇，其中以第一作者/通讯作者发表中科院Top期刊论文3篇。