Analysis of the Unstable State of a Nematic Liquid Crystal Based on a Simplified Dynamic Model

Abstract

The Fr´eedericksz effect consisting in the reorientation of liquid crystal molecules in an extended layer under the action of inhomogeneous electric field is simulated in the paper. The constitutive equations for tangential stress, angular velocity, and electric potential are obtained from the equations of a simplified dynamic model of a 5CB nematic liquid crystal in the acoustic approximation. The algorithm for numerical solution of the constitutive equations is constructed on the basis of finite- difference schemes. The algorithm is implemented with the use of CUDA technology for computers with graphics accelerators

В статье моделируется эффект Фредерикса, состоящий в переориенации молекул жидкого кристалла в протяженном слое под действием неоднородного электрического поля. Определяющие уравнения для касательного напряжения, угловой скорости и электрического потенциала получены из уравнений упрощенной динамической модели нематического жидкого кристалла 5ЦБ в акустическом приближении. Построен алгоритм численного решения определяющих уравнений с помощью конечно-разностных схем. Программная реализация алгоритма выполнена по технологии CUDA для компьютеров с графическими ускорителями