Electrocap: A Shape Inverse Model for an Electro-Capillarity Process

Electrocap is a freeware modelling an electrified droplet at equilibrium and wetting a solid surface. The model consists to seek the drop shape by minimizing its total energy (capillary, electrostatic and gravitational). To this end, the model is based on the classical shape optimal design method. In this paper, we derive the equations and the shape gradient; we detail the shape optimization algorithm implemented and present some numerical results. The code is based on the public mesh generator Bamg and the public C++ finite element library Rheolef. Key-words: Shape optimal design, C++ library, Electro-Wetting, Energy minimization ∗ [email protected] † [email protected] in ria -0 01 92 24 5, v er si on 2 27 N ov 2 00 7 Electrocap: Un modèle inverse de forme destiné à l’electro-capillarité Résumé : Electrocap est un logiciel libre d’optimisation de forme modélisant une goutellette electrifiée à l’équilibre et mouillant une surface plane solide. Le modèle consiste à chercher une forme de goutte minimisant son énergie totale (capillaire, electro-statique et gravitationnelle). Dans ce papier, nous présentons les équations, le gradient de forme; nous détaillons le processus d’optimisation implémenté et nous présentons quelques résultats numériques. Le code est basé sur le mailleur Bamg et la bibliothéque éléménts finis C++ Rheolef. Mots-clés : Optimisation de forme, librairie C++, Electro-mouillage, minimisation d’énergie in ria -0 01 92 24 5, v er si on 2 27 N ov 2 00 7