مطالعه تاثیر رفتار وابسته به اندازه میکروتیرهای الکترواستاتیکی غوطه ور در سیال تراکم ناپذیر

در مقاله حاضر به بررسی مواجهه سیال-جامد در یک میکروتیر الکترواستاتیکی با استفاده از تئوری آیرودینامیک سه بعدی پرداخته شده است. از تئوری تنش کوپل اصلاح شده جهت مدل سازی الاستیسیته وابسته به اندازه میکروتیر استفاده شده است. مدل ارائه شده می تواند به عنوان یک میکرو سنسور جرمی مورد استفاده قرار گیرد. برای آنالیز رفتار دینامیکی میکروتیر، یک ولتاژ مستقیم به سیستم اعمال شده و سپس با اعمال ولتاژ متناوب مشخصات دینامیکی سیستم حول وضعیت تغییر شکل یافته استاتیکی مورد تحلیل قرار گرفته است. به دلیل ماهیت غیر خطی معادلات حاکم برای حل آن ها از مدل کاهش مرتبه مبتنی بر گالرکین استفاده شده است. نتایج نشان داده اند که در نظر گرفتن تنش کوپل و نیز افزایش اندازه پارامتر مشخصه طولی باعث کاهش اندازه اختلاف فشار سیال ایجاد شده بین دو طرف میکروتیر می شود. با این حال با توجه به تئوری آیرودینامیک سه بعدی برای مواجهه سیال-جامد، تغییر اختلاف فشار ایجاد شده منجر به بروز اختلاف در پیش بینی اندازه جرم افزوده بین دو تئوری کلاسیک و تنش کوپل اصلاح شده نمی شود. در بخش دیگری از نتایج نشان داده شده است که وجود جرم افزوده تا چه اندازه می تواند باعث تغییر در نمودارهای پاسخ فرکانسی رسم شده برای سیستم شود. هم چنین اعمال تئوری تنش کوپل و افزایش اندازه پارامتر مشخصه طولی باعث سفت تر شدن سیستم و متعاقب آن کاهش دامنه ارتعاشی و شیفت نمودارهای پاسخ فرکانسی به سمت راست شده است.

مطالعه تاثیر رفتار وابسته به اندازه میکروتیرهای الکترواستاتیکی غوطه ور در سیال تراکم ناپذیر Keywords:

Modified couple stress , Added mass , Natural frequencies , Fluid-solid interaction , تنش کوپل اصلاح شده , جرم افزوده , فرکانس طبیعی , مواجه سیال-جامد