Modellierung und Simulation von Mikromembranpumpen:
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|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Dresden
w.e.b.-Univ.-Verl.
2000
|
| Series: | Dresdner Beiträge zur Sensorik
Bd. 8 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
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INHALTSVERZEICHNIS
BEZEICHNUNGEN
.
VII
VORWORT
DES
HERAUSGEBERS
.
XI
VORWORT
DES
VERFASSERS
.
XIII
EINLEITUNG
1
1
MIKROPUMPEN
ALS
KOMPONENTEN
VON
MIKROFLUIDSYSTEMEN
3
1.1
MIKROFLUIDISCHE
KOMPONENTEN
UND
SYSTEME
.
3
1.2
MIKROPUMPEN
.
5
1.3
PIEZOELEKTRISCHE
MEMBRANPUMPEN
.
8
2
STAND
DER
TECHNIK
BEIM
MIKROSYSTEMENTWURF
11
2.1
DAS
ENTWURFSPROBLEM
IN
DER
MIKROSYSTEMTECHNIK
.
11
2.2
CAD-TOOLS
FUER
MIKROSYSTEME
.
14
2.2.1
ANFORDERUNGEN
.
14
2.2.2
STAND
DER
TECHNIK
.
15
2.2.3
FORSCHUNGS
UND
ENTWICKLUNGSBEDARF
.
16
2.3
ENTWURF
VON
MIKROFLUIDKOMPONENTEN
UND
-SYSTEMEN
.
18
2.4
ZIELSTELLUNG
UND
AUFBAU
DER
VORLIEGENDEN
ARBEIT
.
19
3
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
23
3.1
STRUKTURMECHANISCHES
TEILSYSTEM
.
23
3.1.1
GRUNDGLEICHUNGEN
DER
LINEAREN
ELASTIZITAETSTHEORIE
.
23
3.1.2
PLATTENTHEORIE
NACH
K
IRCHHOFF
.
25
3.1.3
PLATTEN
MIT
PIEZOELEKTRISCHER
SCHICHT
.
28
3.2
FLUIDMECHANISCHES
TEILSYSTEM
.
30
3.2.1
GRUNDGLEICHUNGEN
DER
STROEMUNGSMECHANIK
.
31
3.2.2
VEREINFACHUNGEN
FUER
INKOMPRESSIBLE
ISOTHERME
STROEMUNGEN
.
34
3.2.3
VERHALTEN
AN
GRENZFLAECHEN
.
35
4
FLUID-STRUKTUR-WECHSELWIRKUNG
37
4.1
PROBLEMSTELLUNG
.
37
4.2
STAND
DER
FORSCHUNG
.
39
4.2.1
KOPPLUNG
VON
TEILSYSTEMEN
.
39
4.2.2
VERFAHREN
ZUR
FLUID-STRUKTUR-KOPPLUNG
.
41
4.3
KOPPLUNG
VON
FLUID
UND
STRUKTURSIMULATOR
.
42
4.3.1
UEBERGABE
DER
LASTVEKTOREN
.
43
4.3.2
ITERATIONSVERFAHREN
.
45
VI
INHALTSVERZEICHNIS
4.4
ANWENDUNGSBEISPIELE
.
50
4.4.1
DURCHFLUSSKENNLINIE
EINES
PASSIVEN
RUECKSCHLAGVENTILS
.
50
4.4.2
SCHWINGUNG
EINER
PUMPMEMBRAN
.
54
4.5
KONVERGENZABSCHAETZUNG
FUER
DAS
G
AUSS
-S
EIDEL
-
VERFAHREN
.
61
4.5.1
KONVERGENZKRITERIUM
.
61
4.5.2
UEBERGANG
ZU
MODELLEN
MIT
KONZENTRIERTEN
VARIABLEN
.
62
4.6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
68
5
MODELLIERUNG
AUF
SYSTEMEBENE
71
5.1
METHODEN
DER
SYSTEMBESCHREIBUNG
.
71
5.1.1
MODELLIERUNG
UND
SIMULATION
HETEROGENER
SYSTEME
.
71
5.1.2
BESCHREIBUNGSFORMEN
UND
-SPRACHEN
.
76
5.2
MODELLIERUNG
MIT
RAEUMLICH
KONZENTRIERTEN
VARIABLEN
.
80
5.2.1
STRUKTURMECHANISCHES
TEILSYSTEM
.
80
5.2.2
FLUIDMECHANISCHES
TEILSYSTEM
.
84
5.2.3
DEMONSTRATIONSBEISPIEL
MIKROTROPFENEJEKTOR
.
94
5.2.4
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
103
5.3
MODELLIERUNG
MIT
RAEUMLICH
VERTEILTEN
VARIABLEN
.
105
5.3.1
MOTIVATION
.
105
5.3.2
STAND
DER
FORSCHUNG
.
107
5.3.3
FINITE-NETZWERK-MODELL
.
109
5.3.4
FINITE-DIFFERENZEN-MODELL
.
118
5.3.5
SIMULATIONSERGEBNISSE
UND
MODELLVALIDIERUNG
.
126
5.3.6
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
129
6
ENTWURF
EINER
MIKROPUMPE
MIT
THERMISCHEN
VENTILEN
133
6.1
THERMISCHE
VENTILE
.
133
6.1.1
KONZEPT
DES
THERMISCH
GESTEUERTEN
VENTILS
.
133
6.1.2
UNTERSUCHUNG
DER
TECHNISCHEN
REALISIERBARKEIT
.
136
6.2
ENTWURFSPROZESS
.
140
6.2.1
ENTWURFSZIEL
.
140
6.2.2
PROTOTYP
UND
TECHNOLOGISCHE
REALISIERUNG
.
141
6.2.3
ANALYSE
DES
PHYSIKALISCHEN
VERHALTENS
.
141
6.2.4
ABLEITUNG
EINES
PARAMETRISIERTEN
SYSTEMMODELLS
.
144
6.2.5
SIMULATION
UND
PARAMETEROPTIMIERUNG
.
150
6.2.6
MODELLVERIFIZIERUNG
.
153
6.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
157
ZUSAMMENFASSUNG
159
ANHANG
.
161
LITERATURVERZEICHNIS
.
169 |
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