2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、利用有限元或邊界元等方法分析和仿真MEMS器件,需要耗費(fèi)大量的計(jì)算資源來求解大規(guī)模耦合常微分方程組。這些方法還難以滿足器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)時反饋控制和系統(tǒng)級仿真的需求。尋求能準(zhǔn)確刻畫器件復(fù)雜行為特性的低自由度數(shù)簡化模型,來替代原有的大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng),用于器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和MEMS系統(tǒng)級仿真,以大幅降低計(jì)算費(fèi)用,是實(shí)現(xiàn)MEMSCAD的關(guān)鍵技術(shù)之一。對其它工程領(lǐng)域也同樣具有重大的應(yīng)用價值。
   論文以靜電驅(qū)動的MEMS器件為對象,研究適

2、合于多物理場耦合MEMS器件的模型自由度縮減(MOR)方法及其相關(guān)的計(jì)算技術(shù)。
   在系統(tǒng)綜述了器件MOR技術(shù)研究現(xiàn)狀之后,論文對靜電-非線性結(jié)構(gòu)(梁、板)耦合器件的模型自由度縮減(MOR)方法進(jìn)行研究,以結(jié)構(gòu)件無阻尼模態(tài)振型為基函數(shù),結(jié)合Galerkin方法,建立器件的縮減自由度模型(ROM)。利用SimulinkR建立靜電微梁器件ROM,對器件從Pull-in到釋放全過程進(jìn)行仿真,探討靜電器件共有的非線性特性;以非線性板理

3、論為基礎(chǔ),導(dǎo)出以廣義模態(tài)坐標(biāo)表達(dá)的靜電非線性板器件的系統(tǒng)能量無量綱表達(dá)式,利用Rayleigh-Ritz法和系統(tǒng)能量辨識的方法建立器件ROM,將ROM的仿真結(jié)果與有限元或文獻(xiàn)報道的結(jié)果比較,驗(yàn)證了MOR方法的正確性和ROM的有效性.
   微器件的動態(tài)特性受到器件中流體環(huán)境的顯著影響,建立能考察器件中流固耦合效應(yīng)的ROM對微器件的精確設(shè)計(jì)和優(yōu)化,提高其動態(tài)性能至關(guān)重要。本文對基于本征正交分解(POD)和Galerkin映射的MO

4、R方法進(jìn)行研究。給出了Hilbert空間下連續(xù)形式POD的理論和計(jì)算方法,利用POD從全網(wǎng)格全耦合非線性瞬態(tài)仿真數(shù)據(jù)集合中提取出位移和壓力變量的最優(yōu)基集合,將非線性梁方程和非線性可壓縮Reynolds方程映射到由最優(yōu)基張成的子空間上,構(gòu)造出能考慮結(jié)構(gòu)大變形幾何非線性和擠壓膜阻尼耦合特性的ROM。為提高ROM的適應(yīng)性,本文提出了自適應(yīng)參數(shù)化ROMs的建模新方法,利用子空間角度內(nèi)插值技術(shù),構(gòu)造參數(shù)化ROMs。將ROMs的仿真結(jié)果與全網(wǎng)格全耦

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