اثرات محيط سيال روي ارتعاشات رزوناتور ميكروتيربااستفاده ازتيوري ميكروپولار

Effect of fluid media on vibration of a microbeam resonator using micropolar theory

دراين مقاله به بررسي ميرايي فيلم فشرده سيال درميكرو رزوناتور با بكارگيري تيوري ميكروپولارپرداخته شده است. مدل پيشنهادي،شامل يك ميكروتيردوسرگير داراست كه توسط صفحاتي دربالاوپايين تيراحاطه شده است.درميكروفاصله بين ميكروتيروصفحات ثابت هوا قراردارد. معادله استخراج شده حاكم برارتعاش عرضي ميكروتيربااستفاده ازتيوري گراديان كرنش وهمينطورمعادله غيرخطي رينولدزاستخراج شده حاكم برميدان فشارسيال بااستفاده ازتيوري ميكروپولار،خطي سازي شده و بعد از بي بعد سازي با بكارگيري روش عددي گلركين جداسازي وبصورت عددي حل شده‌اند. هدف ازحل معادلات بدست آوردن فركانسهاي ميرايي ودرنهايت فاكتوركيفيت سيستم است. سپس اثرات پارامترهاي ميكروپولار روي مقاديرفاكتوركيفيت موردمطالعه قرارگرفته ودرادامه روي اختلاف مقاديربدست آمده براي فاكتوركيفيت با بكارگيري تيوري كلاسيك و تيوري هاي ميكروپولار براي سيال وگراديان كرنش براي ميكروتيرمطالعه وبررسي لازم انجام مي‌گيرد.نشان داده مي‌شود كه بكارگيري تيوري ميكروپولار جهت مدل كردن ميدان سيال مقاديرفاكتور كيفيترا كمتر از حالت كلاسيك پيش بيني مي‌كند و همين طور بكارگيري تيوري گراديان كرنش جهت مدل كردن ميكروتير مقاديرفاكتور كيفيترا بيشتر از حالت كلاسيك پيش بيني مي‌كند. در نهايتتاثير پارامترهايي چون عدد فشردگي، فشار محيط و همين طور پارامترهاي هندسي ميكروتير روي اختلاف مقادير فاكتور كيفيتمورد بررسي قرار مي‌گيرد.

In this paper, squeeze film damping in a micro-beam resonator based on micro-polar fluid theory has been investigated. The proposed model for this study consists of a clamped-clamped micro-beam suspended between two fixed stratums. The gap between the micro-beam and stratums is filled with air. Equation of motion governing the transverse deflection of the micro-beam based on strain gradient theory and also non-linear Reynolds equation of the fluid field based on micro-polar theory have been non-dimensionalized, linearized and solved simultaneously to calculate the quality factor of the squeeze film damping. The effect of non-dimensional length scale parameter of the air and micro-beam for different values of micro-polar coupling parameter has been investigated. It has been shown that applying micro-polar theory underestimates and also applying strain gradient theory overestimates the values of quality factor that are obtained in the case of classic theory. The quality factor of the squeeze film damping for different values of non-dimensional length of the beam, squeeze number and non-dimensional pressure have been calculated and compared to the obtained values of quality factor based on classic theory.