بررسی اثر تغییر پارامترهای طراحی در شبیه‌سازی نانوحس‌گر شتاب‌سنج چندگانه پیزوالکتریک خازنی-مقاومتی

در این مقاله، طراحی و شبیه‌سازی نانوحس‌گر شتاب‌سنج ترکیبی پیزوالکتریک خازنی-مقاومتی با استفاده از نرم‌افزار مالتی‌فیزیک Comsol مورد بررسی قرار گرفته‌است. معادله حاکم بر خیز نانوحس‌گر یکسر درگیر با در نظر گرفتن نیروهای الکترواستاتیک و واندروالس-کازیمیر ارائه شده‌است. اثر در نظر گرفتن لایه پیزوالکتریک، پیزومقاومت و صفحه خازنی در رفتار خمشی نانوحس‌گر با اعمال ویژگی‌های فیزیکی لایه‌ها به کمک واسط‌های ریاضی در محیط نرم‌افزار شبیه‌سازی شده و سپس تحلیل شده‌است. برای چهار مدل شبیه‌سازی شده، نتایج به‌دست آمده از تحلیل شامل محاسبه مقدار تغییرات مقاومت /RR∆، تغییرات پتانسیل الکتریکی V/V∆ پچ پیزوالکتریک و تغییرات ظرفیت خازنی C/C∆ برحسب شتاب، توزیع تنش فون مایزز به ازای شتاب‌های مختلف و مقایسه بیشینه مقدار تنش با تنش تسلیم حس‌گر، توزیع خیز بر اساس شتاب وارد شده به نانوحس‌گر، تحلیل خستگی و تعیین شکل مودها و فرکانس‌های طبیعی نانوحس‌گر برای حصول اطمینان از کارکرد مناسب آن ارائه شده‌اند.