This study investigated the dynamic characteristics and heat transfer performance of single bubble in nucleate boiling process under a uniform vertical electric field through numerical simulation. It detailed the dynamic behavior and characteristics of bubbles, focusing on the process from deformation to detachment, to reveal the influence of the electric field on nucleate boiling. By quantitatively comparing the effects of the electric field and gravity on bubble detachment period and system heat transfer performance, it was confirmed that under microgravity conditions, the electric field can be an effective means of enhancing nucleate boiling heat transfer. Furthermore, this work has also conducted three-dimensional (3D) numerical simulations and qualitatively and quantitatively compared it with the two-dimensional (2D) results. The research results indicate that although the 2D and 3D results are qualitatively similar, there are some quantitative differences. However, the 2D results still have reference value for analyzing the flow patterns and transition characteristics of the system. Quantitative results indicate that, for 2D results, the heat transfer enhancement ratio of the electric field is 2.07 at Bo = 1.2. For BoE = 500, the decrease in gravity acceleration leads to a 36 % decrease in heat transfer. For 3D cases, the electric field only increases the heat transfer capacity by 40.1 %, while the decrease in gravity acceleration leads to a 38.6 % decrease in heat transfer capacity.

Recent developments in ultrashort and intense laser systems have enabled the generation of short and brilliant proton sources, which are valuable for studying plasmas under extreme conditions in high-energy-density physics. However, developing sensors for the energy selection, focusing, transport, and detection of these sources remains challenging. This work presents a novel and simple design for an isochronous magnetic selector capable of angular and energy selection of proton sources, significantly reducing temporal spread compared to the current state of the art. The isochronous selector separates the beam based on ion energy, making it a potential component in new energy spectrum sensors for ions. Analytical estimations and Monte Carlo simulations validate the proposed configuration. Due to its low temporal spread, this selector is also useful for studying extreme states of matter, such as proton stopping power in warm dense matter, where short plasma stagnation time (<100 ps) is a critical factor. The proposed selector can also be employed at higher proton energies, achieving final time spreads of a few picoseconds. This has important implications for sensing technologies in the study of coherent energy deposition in biology and medical physics.