تحلیل استاتیکی و دینامیکی محرک حرارتی مبتنی بر سیستم های میکروالکترومکانیکی

محرک های حرارتی و الکتروحرارتی به طور گسترده در سیستم های میکروالکترو مکانیکی به کار گرفته می شوند. اصول عملکرد این میکرومحرک ها مبتنی بر انبساط حرارتی است که ناشی از اثر گرمایش ژول می باشد.زمانی که جریان الکتریکی از ماده عبور می کند، به دلیل مقاومت الکتریکی موجود در ماده، ماده گرم و منبسط می شود، که این اثر گرمایش ژول یا گرمایش مقاومتی نامیده می شود. انتقال گرما در اطراف و از میان این میکروساختارها بسیار پیچیده است. دانستن این پیچیدگی ها و کنترل آنها به منظور بهبود عملکرد میکرومحرک ها یک چالش بزرگ می باشد. بنابراین مدلسازی حرارتی این سیستم ها به منظور بهبود و بهینه سازی طراحی دارای اهمیت است. ساختار میکرومحرک ها مبتنی بر ساختار میله های (تیرهای) سه بعدی است و انتقال گرما در طول میله و در اطراف آن رخ می دهد.از آنجایی که حرارت تاثیر آشکار روی عملکرد و قابلیت اعتماد این سیستم ها دارد، مدیریت پدیده گرما در میکرومحرک های حرارتی و الکتروحرارتی یک عامل کلیدی برای پیشرفت در بهینه سازی آنها می باشد. مدلسازی انتقال گرما از محرک و در پیرامون آن از اصول مهم درک، پیش بینی و کنترل توزیع دما می باشد. مدلسازی محرک-های حرارتی و الکتروحرارتی با استفاده از روش های تحلیلی، المان محدود، کاهش مرتبه مدل و آنالوژی الکتریکی صورت می گیرد. روش آنالوژی الکتریکی که روش شبکه های گرمایی نیز نامیده می شود، روش دقیق و ابزار قدرتمندی برای شبیه سازی سیستم های الکتروگرمایی واقعی است. از موارد مهم کاربرد میکرو محرک های حرارتی و الکترو حرارتی استفاده از آنها در میکرو آینه ها می باشد. میکرو آینه ها ابزارهای مناسبی برای ایجاد تحریک های یکنواخت وفنری هستند و بطور عمده در سیستم های میکروالکترومکانیکی استفاده می شوند. به منظور ایجاد حرکت های پیستونی و دورانی به وسیله میکرو آینه ها، تحریک حرارتی و الکتروحرارتی روش توانمندی می باشد. در این پروژه دو حوزه مهم و کاربردی از محرک های حرارتی و الکترو حرارتی بررسی شده اند. در ابتدا بررسی استاتیکی و دینامیکی میکرو محرک الکتروحرارتی تحت بارگذار ی های مختلف و با ازای طول های مختلف انجام شده و نتایج حاصل از روش شبکه های گرمایی و روش تحلیلی با هم مقایسه شده اند. سپس برای ارائه و بررسی کاربردی از میکرو محرک های حرارتی و الکترو حرارتی، به تحلیل استاتیکی حرارتی و حرکتی دو نوع میکرو آینه با پایه هایی از نوع محرک های حرارتی و الکترو حرارتی پرداخته ایم. نتایج حاصل از تمام بررسی ها سازگاری خوبی با هم دارند.