Laser-excited motion of liquid crystals confined in a microsized volume with a free surface

Abstract

The thermally excited vortical flow in a microsized liquid crystal (LC) volume with a free LC-air interface has been investigated theoretically based on the nonlinear extension of the Ericksen-Leslie theory, with accounting the entropy balance equation. Analysis of the numerical results show that due to interaction between the gradients of the director field ∇n[over ̂] and temperature field ∇T, caused by the focused heating, the thermally excited vortical fluid flow is maintained in the vicinity of the heat source. Calculations show that the magnitude and direction of the velocity field v, as well as the height of the LC-air interface are influenced by the depth of the heat penetration in the LC volume. It has been shown that there is the point in the vicinity of the LC-air interface where the thermally excited vortical flow changes the direction from anticlockwise to clockwise.

Shear-Driven Mechanism of Temperature Gradient Formation in Microfluidic Nematic Devices: Theory and Numerical Studies

“…We consider a hydrodynamic regime where the HAN channel is subjected to uniform heating from above, for instance by the laser irradiation [24], while director n is strongly anchored to both solid surfaces, homeotropically to the lower cooler (T 1 ), and homogeneously to the upper bounding surfaces, where…”

Термомеханический Режим Формирования Вихревых Течений В Гибридно Ориентированном Нематическом Канале

“…В нашем случае безразмерные уравнения баланса угловых и линейных моментов, действующих на единицу объема ЖК-фазы, а также баланса энтропии имеют вид (см. Приложение и ссылку [16])…”

“…В системе уравнений (8)−(10) и в последующем изложении черта над безразмерной функцией тока опущена. Безразмерный термомеханический вклад в функцию Рэлея R tm может быть записан в виде (детали изложены в Приложении и в ссылке [16])…”

“…где x и z -приращения пространственных переменных, а коэффициенты a 1 и a 5 приведены в Приложении ссылки [16]. Второй, более мелкий вихрь, располагается в левой части ГОЖК-канала и вращается против часовой стрелки (рис.…”

Влияние электрического поля и градиента температуры на формирование гидродинамичеcкого течения в тонком нематическом капилляре

“…В этих ЖКЛ изменение фокусного расстояния достигается посредством управляющего электрического поля [5,6]. В основу другого способа позволяющего манипулировать фокусным расстоянием в ЖКЛ положен принцип основанный на взаимодействии градиентов температуры и поля директора ЖК-капли [7,8]. Это взаимодействие ведет к деформации свободной границы раздела ЖК-фаза/воздух и, тем самым, способствует изменению фокусного расстояния в ЖКЛ [9].…”