مدلسازی و شبیه سازی نانوسنسور پیزوالکتریکی بر پایه میکروتیرک مرتعش با استفاده از تئوری تیموشنکو

با گسترش علم نانوتکنولوژی، نانوسنسورهایی بر پایه میکروتیرک مرتعش طراحی شده اند که با اندازه گیری نوسانات ناشی از جریان سیال هایی با خواص متفاوت در میکروکانال و با محاسبه ی تغییرات فرکانسی، برخی از پارامترهای سیال همچون چگالی، غلظت و... را محاسبه می کنند. در این مقاله، یک نانوسنسور پیزوالکتریکی بر پایه میکروتیرک مرتعش که در آن میکروکانالی حفر شده جهت اندازه گیری چگالی سیال، مدلسازی شده است. برای مدلسازی و شبیه سازی، از تئوری تیموشنکو و روش تحلیلی مدل توزیع پارامترها استفاده شده است. معادلات حاکم بر میکروتیرک یکسرگیردار با استفاده از اصل همیلتون، استخراج شده اند. در ادامه با بدست آوردن الگوی تغییرات فرکانس طبیعی برای سیالات مختلف، رابطه ای برای محاسبه ی چگالی استخراج شده است. با شبیه سازی نوسانات انتهای میکروتیرک، دامنه برای حالاتی که آب و هوا در میکروکانال جریان داشته باشد، به ترتیب 256/8 و 298/2 نانومتر بدست آمده که نشان دهنده کاهش دامنه نوسانات با افزایش چگالی می باشد.

کلیدواژه ها:

نانوسنسور ، میکروتیرک مرتعش ، تئوری تیموشنکو ، میکروکانال ، پیزوالکتریک