مدل‌سازي و شبيه‌سازي يك حسگر اندازه‌گيري جريان سيال ميكروني پيزوالكتريكي به‌همراه ميكروبازياب انرژي

سيستم‌هاي ميكروالكترومكانيكي به عنوان يكي از فناوري‌هاي نويدبخش و كاراي عصر حاضر مي‌تواند انقلاب عظيمي را در محصولات صنعتي و تجاري به‌وجود آورد. پيشرفت روز افزون اين فناوري موجب شده‌است تا نياز به استفاده از حسگرهاي خود محركه (بدون نياز به منبع تغذيه) روز به روز بيشتر احساس شود. در اين مقاله يك حسگر اندازه‌گيري دبي جريان سيال ميكروني متشكل از يك ميكروتير چند لايه متقارن پيزوالكتريكي به همراه ميكروبازياب انرژي مدلسازي و شبيه‌سازي شده‌است. به‌منظور مدل‌سازي اين حسگر، كوپل معادلات بين سه محيط مكانيك جامدات، مكانيك سيالات و پيزوالكتريك وجود دارد كه در ابتدا معادلات حاكم بر جريان سيال درون ميكروكانال به روش حجم محدود حل و نتايج آن در حل المان محدود ميكروتير استفاده شده‌است. براي اطمينان از حل معادلات، مسأله مورد نظر به‌صورت اندركنش سيال و جامد در نرم‌افزار Com Sol شبيه‌سازي شده‌است. جابجايي سر آزاد ميكروتير در دبي ورودي 60 ميكروليتر بر دقيقه برابر با 9.5 نانومتر بدست آمده‌است كه 13.6 درصد با نتايج حاصل از مدل‌سازي اختلاف دارد و ولتاژ توليدي از هر ميكروتير 2.30 ميلي‌ولت مي‌باشد.