Modellierung gekoppelter Effekte in Mikrosystemen auf ...
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70 4 MODELLIERUNG AUF KONTINUIERLICHER FELDEBENE<br />
1<br />
Abbildung 4.22: Geschw<strong>in</strong>digkeitsverteilung um e<strong>in</strong>e sich <strong>in</strong> Wasser bewegende Ventilklappe.<br />
Im abgebildeten Zeitschritt bewegt sich die Klappe nach unten.<br />
gebende Geschw<strong>in</strong>digkeitsverteilung um die Klappe zeigt Abb. 4.22, die Amplitude der<br />
Schw<strong>in</strong>gung e<strong>in</strong>er durch das Fluid gedämpften Klappe ist <strong>in</strong> Abb. 4.23 dargestellt. Im<br />
Vergleich zu e<strong>in</strong>er ungedämpften Ventilklappe ist die Resonanzfrequenz <strong>auf</strong>grund von<br />
Trägheits- und Dämpfungseffekten durch die umgebende Flüssigkeit von ca. 6 kHz <strong>auf</strong><br />
1,2 kHz herabgesetzt, und die Klappe wird stark gedämpft. Resonanzfrequenz und Dämpfung<br />
sowie die statischen Charakteristiken der Ventilklappe s<strong>in</strong>d wichtige Kenngrößen<br />
zur Ableitung und Kalibrierung des physikalisch basierten Kompaktmodelles [139], das<br />
<strong>in</strong> Kap. 5.2.2 vorgestellt und diskutiert wird.<br />
Auslenkung (μm)<br />
40<br />
20<br />
0<br />
−20<br />
−40<br />
mit fluid. Dämpfung<br />
ohne Dämpfung<br />
0 1 2 3 4<br />
t [ms]<br />
Abbildung 4.23: Resonanzfrequenz der <strong>in</strong> Wasser schw<strong>in</strong>genden Ventilklappe.