FSI 解析(流体-構造連成解析)MEMSミラーデバイスの空気による減衰効果

  • ミラーデバイスの挙動を、減衰まで考慮して解析したい。
  • MEMSデバイスの性能評価では、流体の影響を無視できない。
  • 流体−構造連成解析は、データの受け渡しに手間がかかるので億劫だ。

MEMSミラーはマイクロサイズのデバイスのため、通常なら無視することができる空気の粘性がミラーの応答に大きく影響します。また、ミラー の駆動により空気が流動するため、構造と流体間の相互の影響を無視することはできません。そのため、構造ー流体相互連成解析(FSI)を実施しま す。

構造と流体の境界面では時々刻々と、変位情報・圧力情報を引き渡すことが必要です。
ANSYS Workbenchでは外部ツールを利用することなく、紐付けで必要なデータの受け渡し設定が可能です。
ここでは、構造解析のみで計算したミラーの変位結果と空気による減衰を考慮したFSI解析の結果を比較しました。

解析モデル


図.ミラーモデル

解析結果

デバイスのトータル変位分布

中央断面における流速ベクトル

計測ポイントにおけるZ方向変位比較

解析種類

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