Sınır Elemanları Yöntemiyle MEMS Plakası Dışında Oluşan Manyetostatik Potansiyel Analizi

Abstract

MEMS ve NEMS cihazlarının, gittikçe küçülen yapılarıyla beraber kararlı ve verimli çalışabilmesi içintasarımları önem kazanmaktadır. Sınır elemanları yöntemi bu tür cihazların tasarımı için son zamanlardayaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada, klasik yöntemler olarak ifade edilen sonlu farklaryöntemi ve sonlu elemanlar yöntemine göre daha yeni bir metot olan sınır elemanları metoduaraştırılmıştır. Sınır elemanları yönteminin MEMS tasarımındaki performansını incelemek için MEMSplakası dışında oluşan skaler manyetik potansiyel analiz edilmiştir. İlk olarak problem bölgesi sınırları, sabitsınır elemanı ile bölümlenmiş ve Dirichlet sınır şartları tanımlanarak problem modellenmiştir. Problemiçözmek için Matlab ortamında yeni bir program geliştirilmiştir. Tasarlanan program, limitleri ve elemansayıları belirlenen iki boyutlu problem bölgesinde, otomatik olarak sonlu elemanlar yöntemi ve sınırelamanları yöntemi için çözüm yapmaktadır. Sonuçların doğruluk derecesini kontrol etmek için problemanalitik olarak çözülerek tüm sonuçlar karşılaştırılmıştır. Uygulamada elde edilen sonuçlara göre sınırelemanları yönteminin sonlu elemanlar yöntemine göre problem çözmek için gerekli veriler, uygulamakolaylığı ve sonuçların doğruluğu açısından birçok pozitif yöne sahip olduğu ifade edilebilir. Bu çalışmadaelde edilen sonuçlara göre MEMS ve NEMS cihazların elektrostatik ve manyetostatik algılama mesafeleritespitinde sınır elamanları metodunun kullanılması önerilebilir. Geliştirilen yeni program, bu tür cihazlarındaha iyi bir tasarıma sahip olmalarına katkı sunabilir.