عنوان

ارتعاشات غیرخطی میکروتیر با تحریک الکترواستاتیک در معرض جریان سیال

Number

پ۲۵۵۵۴

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

ارتعاشات غیرخطی میکروتیر با تحریک الکترواستاتیک در معرض جریان سیال

First Statement of Responsibility

ناصر شرفخانی

Name of Publisher, Distributor, etc.

مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۳۹۷

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۰۱ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی مکانیک

Date of degree

۱۳۹۷/۰۴/۲۶

Text of Note

با پیشرفت تکنولوژی و ضرورت کوچکتر شدن سیستم‌های مختلف الکترونیکی و مکانیکی، استفاده از میکروساختارها در شرایط مختلف به خصوص محیط‌های حاوی سیال با توجه به ویژگی‌های مثبت ابعادی و وزنی، مصرف کمتر انرژی، پایین بودن هزینه‌ ساخت و قابلیت اطمینان آن‌ها رشد چشم‌گیری داشته است. در سال‌های اخیر تحقیقات صورت گرفته در مورد رفتار میکروساختار‌های در معرض سیال، با نادیده گرفتن اثر جریان سیال، بر روی اثر سیال ساکن متمرکز بوده است. در رساله حاضر رفتار دینامیکی میکروتیر استوانه‌ای تحت اثر نیروی غیرخطی الکترواستاتیک ناشی از اعمال ولتاژ در حضور جریان سیال با سرعت‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است که می‌تواند به عنوان میکروسنسور، میکرومحرک، میکرورزوناتور، میکروتولیدکننده گردابه یا میکروتولید‌کننده انرژی‌ در زمینه‌های مختلف مهندسی و پزشکی مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق ابتدا با استفاده ار تئوری تیر اویلر-برنولی و روش همیلتون معادلات غیرخطی حاکم بر ارتعاش خارج از صفحه میکروتیر تحت اثر نیروی غیرخطی الکترواستاتیک ناشی از اعمال ولتاژ استخراج گردیده و سپس به مدل‌سازی اثر جریان سیال پرداخته شده است. معادلات به هم‌وابسته به دست آمده با استفاده از روشهای گلرکین و خطی‌سازی گام به گام حل گردیده و در مرحله اول ارتعاش غیرخطی میکروتیر تحت اثر ولتاژ با در نظر گرفتن اثر نیروهای اینرسی ، پسا و برآ ناشی از پدیده گردابه در جهت عمود بر جریان سیال برای سرعت‌های مختلف سیال مورد بررسی قرار می‌گیرد. در مرحله بعد، رفتار دینامیکی میکروتیر با در نظرگرفتن اثرات پارامتر مقیاس اندازه ماده میکروتیر بررسی شده و سپس با اعمال پارامترهای غیرخطی ناشی از تغییر شکل‌های بزرگ به معادلات حاکم، اثرات آن‌ها بر روی نتایج به دست آمده و ناحیه قفل‌شدگی بررسی می‌گردد. در انتها با در نظرگرفتن ارتعاش در جهت جریان سیال تأثیر آن بر روی ارتعاش عرضی عمود بر جریان سیال مورد مطالعه قرار گرفته و با تحلیل معادلات حاکم بر ارتعاش خارج از صفحه، دامنه ارتعاش، زمان وقوع و ناپدید شدن پدیده قفل‌شدگی تحت اثر ولتاژهای اعمالی مختلف و همچنین سیال با چگالی و‌ سرعت‌های مختلف مورد ارزیابی قرار می‌گیرد

Text of Note

With the advancement of technology and the necessity of reducing the various electronic and mechanical systems size, the use of micro-structures in different fields especially fluid-containing environments, has grown dramatically thanks to their dimensional and weight-positive features, lower energy consumption, lower production cost and reliability. In recent years, researches on the behavior of micro-structures subjectected to fluid has been focused on the effects of still fluid by ignoring the effect of fluid flow. In the present study, dynamic behavior of the cylindrical micro-beam under the influence of nonlinear electrostatic force due to the applied voltage in the presence of flowing fluid with different velocities will be investigated which can be used as micro-sensor, micro-actuator, micro-resonator, micro-vortex-generator or micro-energy harvester in various fields of engineering and medicine.In this study, first, the motion equations of electrostatically actuated micro-beam are derived using theory of Euler-Bernoulli beam and Hamilton method while considering the flow effect as a superposed force vector consisting of three individual components, namely, inertia, drag, and lift forces. Then, the equations of coupled micro-beam motion and Van der pole equation are solved using a combination of Galerkin’s and step-by-step linearization method for different input fluid flow velocities

Variant Title

Nonlinear Vibration of an Electrostatically Actuated Micro-Beam Immersed in Flowing Fluid

Entry Element

‏شرفخانی

Part of Name Other than Entry Element

‏ ناصر

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

رضائی

Entry Element

شروانی تبار

Part of Name Other than Entry Element

‏ موسی

Part of Name Other than Entry Element

‏ محمدتقی

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز