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本论文主要研究微电子机械系统(MEMS)中空气挤压膜阻尼效应对微谐振器件的影响。微电子机械技术在过去的二十多年里发展非常迅速,出现了很多种微机电器件和系统,其中有一大类硅微谐振器件是利用微机械结构在固有频率处所具有的优良振动性能来工作的。本文通过研究小波理论在微分方程数值求解中的应用,结合微谐振器件挤压膜阻尼的模型,给山了挤压膜阻尼的求解过程,具体研究内容包括以下几个方面:
(1)简要综述MEMS的发展及微观流体的研究现状,以及小波分析的发展及其在微分方程数值求解方面的应用;详细分析涉及本课题的小波基本理论和算法,如多分辨分析理论,Mallat算法等,并得出其在本文研究问题中的应用优势。
(2)在分析刚性微梁挤压膜阻尼模型的基础上,得到了微谐振器件模型的流-固耦合方程,并给出了其求解的一般过程;针对不同的边界条什给出了其相应的解析解。
(3)对Daubechies小波作了比较详细的介绍,并将以Daubechies小波为基函数的伽辽金法应用于微谐振器件模型的流-固耦合方程求解。在应用小波一伽辽金法时需要确定相应的关联系数,这些关联系数是小波函数及其导数乘积的积分,根据Daubechies小波的特点,给出所需要的关联系数在有界区间任意点的数值计算方法和求解程序。
(4)比较小波分析方法和传统分析方法的异同点,得到一些相关的结论,这些结论对MEMS系统的分析与评价是很有意义的。