Modellierung gekoppelter Effekte in Mikrosystemen auf ...

70 4 MODELLIERUNG AUF KONTINUIERLICHER FELDEBENE
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Abbildung 4.22: Geschwindigkeitsverteilung um eine sich in Wasser bewegende Ventilklappe.
Im abgebildeten Zeitschritt bewegt sich die Klappe nach unten.
gebende Geschwindigkeitsverteilung um die Klappe zeigt Abb. 4.22, die Amplitude der
Schwingung einer durch das Fluid gedämpften Klappe ist in Abb. 4.23 dargestellt. Im
Vergleich zu einer ungedämpften Ventilklappe ist die Resonanzfrequenz aufgrund von
Trägheits- und Dämpfungseffekten durch die umgebende Flüssigkeit von ca. 6 kHz auf
1,2 kHz herabgesetzt, und die Klappe wird stark gedämpft. Resonanzfrequenz und Dämpfung
sowie die statischen Charakteristiken der Ventilklappe sind wichtige Kenngrößen
zur Ableitung und Kalibrierung des physikalisch basierten Kompaktmodelles [139], das
in Kap. 5.2.2 vorgestellt und diskutiert wird.
Auslenkung (μm)
40
20
0
−20
−40
mit fluid. Dämpfung
ohne Dämpfung
0 1 2 3 4
t [ms]
Abbildung 4.23: Resonanzfrequenz der in Wasser schwingenden Ventilklappe.