Microsystems Dynamics

در سال‌های اخیر سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS) به عنوان یک فناوری جدید با پتانسیل کاربردی بسیار زیاد ظاهر شده‌اند. تکنیک‌های تولید MEMS اساساً همان روش‌هایی است که در صنعت نیمه‌رساناها استفاده می‌شود، بنابراین می‌توان آن‌ها را در مقادیر زیاد با هزینه کم تولید کرد. مزایای اضافه وزن سبک، اندازه کوچک و مصرف کم انرژی، تجاری سازی MEMS را بسیار جذاب کرده است. مدل‌سازی و شبیه‌سازی ابزاری ضروری در فرآیند مطالعه این پدیده‌های دینامیک جدید، توسعه ریزدستگاه‌های جدید و بهبود طرح‌های موجود است. فن آوری MEMS ذاتاً چند رشته ای است زیرا عملکرد ریزدستگاه ها شامل تعامل چندین حوزه انرژی با ماهیت فیزیکی مختلف است، به عنوان مثال، نیروهای مکانیکی، سیال و الکتریکی. رفتار دینامیکی میکرومحرک‌های الکترواستاتیک نوع تماسی، مانند میکروسوئیچ‌ها، توسط برهمکنش‌های غیرخطی سیال-ساختاری، الکترواستاتیک-ساختار و برهمکنش ارتعاشی تعیین می‌شود. مورد دوم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است: بنابراین، توسعه مدل‌های محاسباتی دقیق برای تجزیه و تحلیل عددی فعل و انفعالات فوق‌الذکر به منظور درک بهتر اثرات میدان جفت شده، مطالعه ویژگی‌های مهم دینامیکی سیستم و در نتیجه تدوین دستورالعمل‌هایی برای توسعه ریزدستگاه‌های قابل اعتمادتر با پیشرفته‌تر بسیار مهم است. عملکرد، قابلیت اطمینان و عملکرد.

In recent years microelectromechanical systems (MEMS) have emerged as a new technology with enormous application potential. MEMS manufacturing techniques are essentially the same as those used in the semiconductor industry, therefore they can be produced in large quantities at low cost. The added benefits of lightweight, miniature size and low energy consumption make MEMS commercialization very attractive. Modeling and simulation is an indispensable tool in the process of studying these new dynamic phenomena, development of new microdevices and improvement of the existing designs. MEMS technology is inherently multidisciplinary since operation of microdevices involves interaction of several energy domains of different physical nature, for example, mechanical, fluidic and electric forces. Dynamic behavior of contact-type electrostatic microactuators, such as a microswitches, is determined by nonlinear fluidic-structural, electrostatic-structural and vibro-impact interactions. The latter is particularly important: Therefore it is crucial to develop accurate computational models for numerical analysis of the aforementioned interactions in order to better understand coupled-field effects, study important system dynamic characteristics and thereby formulate guidelines for the development of more reliable microdevices with enhanced performance, reliability and functionality.