基本信息

書名:微機電係統基礎

：169.00元

售價：126.8元,便宜42.2元,摺扣75

作者:蓋德

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2017-01-01

ISBN：9787111557333

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

相對於人們對涉及的非傳統物理的理解，MEMS技術發展得非常快。隻有深刻掌握其基本原理，纔能促進MEMS技術的提高，纔有可能進行微機電係統的設計和製造，並讓其在現有的和設想的各個領域廣泛應用。本書是MEMS手冊中的基礎部分，提供有關MEMS理論和技術基礎的文獻和參考。書中除瞭介紹MEMS在微小尺度方麵的物理學、流體力學、力學、光學、電、潤滑，還包含瞭控製理論、分布式控製及軟計算的內容。這些內容涉及未來應用的各種重要基礎知識，將其應用於微傳感器和微執行器能夠實現節約能源的有效控製並提高人工裝置性能。本書可供MEMS技術人員和設計人員使用，也可供MEMS**的高年級本科生和研究生參考。

目錄

譯叢序

譯者序

前言

主編

撰稿人

第1章緒論1

參考文獻4

第2章微機械器件的尺度6

2.1簡介6

2.2對數坐標圖7

2.3機械係統的尺度8

參考文獻13

第3章MEMS常用材料的力學性能14

3.1簡介14

3.2力學性能的定義15

3.3測試方法17

3.4力學性能參數27

3.5初始設計值34

緻謝35

參考文獻35

第4章流體物理學44

4.1簡介44

4.2流體物理學45

4.3流體建模46

4.4納維-斯托剋斯方程49

4.5可壓縮性51

4.6邊界條件54

4.7基於分子的模型59

4.8液態流體64

4.9錶麵現象69

4.10結束語72

參考文獻73

第5章MEMS綜閤仿真：流動-結構-熱場-電場耦閤77

5.1簡介78

5.2電路-器件耦閤仿真82

5.3模擬器概述83

5.4電路-微流體器件仿真89

5.5集成模擬方法示範93

5.6小結與討論95

緻謝95

參考文獻95

第6章基於分子的微流體仿真模型99

6.1簡介99

6.2氣體流動100

6.3液體和稠密氣體的流動116

6.4小結118

參考文獻119

第7章小尺度內部氣流的流體動力學124

7.1簡介124

7.2流動物理學125

7.3模擬方法的發展138

7.4討論143

緻謝143

參考文獻144

第8章微器件流體的伯內特模擬148

8.1簡介148

8.2伯內特方程的曆史151

8.3控製方程153

8.4壁-邊界條件157

8.5伯內特方程的綫性化穩定性分析157

8.6數值方法159

8.7數值模擬159

8.8小結169

參考文獻169

第9章微通道中滑移流動的晶格玻爾茲曼模擬173

9.1簡介173

9.2三維可壓縮黏性MHD方程174

9.3LBGK方程和MHD方程的平衡粒子分布函數f0i 175

9.4LBGK方程和磁感應方程的平衡粒子分布函數g(0)i175

9.5粒子分布函數的耦閤LBGK方程解176

9.6有/無磁場的微通道壓力驅動滑移流體176

9.7小結180

緻謝180

參考文獻180

第10章微通道中的液體流動182

10.1簡介183

10.2電動學背景知識197

10.3小結213

參考文獻214

第11章MEMS的潤滑223

11.1簡介224

11.2基本尺度問題224

11.3潤滑的控製方程226

11.4庫愛特流阻尼227

11.5擠壓薄膜阻尼228

11.6轉動器件的潤滑230

11.7MEMS軸承幾何形狀的限製231

11.8推力軸承232

11.9滑動軸承234

11.10製造問題239

11.11摩擦和磨損241

11.12小結242

緻謝242

參考文獻243

第12章液體薄膜物理學245

12.1簡介245

12.2固體錶麵液態膜的演化方程252

12.3等溫薄膜256

12.4熱效應269

12.5相變：汽化和凝結275

12.6結束語281

緻謝282

參考文獻282

第13章微通道中氣泡/液滴的輸運289

13.1簡介289

13.2基礎290

13.3壓力驅動氣泡/液滴輸運的布雷瑟頓問題291

13.4電動流氣泡輸運295

13.5未來方嚮297

緻謝298

參考文獻298

第14章控製理論基礎300

14.1簡介300

14.2綫性控製301

14.3“現代”控製311

14.4非綫性控製316

14.5結束語322

參考文獻322

第15章基於模型的分布式架構流動控製325

15.1簡介326

15.2綫性化：小街區的生活327

15.3綫性穩定：嚮現代綫性控製理論藉力329

15.4分散：大規模列陣設計336

15.5局域化：非物理假設釋放338

15.6補償器縮減：消除不必要的復雜性340

15.7推論：非綫性係統的綫性控製342

15.8泛化：擴展到空間發展流動344

15.9非綫性優化：完全納維-斯托剋斯方程的局域解346

15.10魯棒性：Murphy定律的吸引力353

15.11統一：**通用框架354

15.12分解：基於仿真的係統建模355

15.13全局穩定：守恒增強穩定性355

15.14適用：考慮不斷變化的環境356

15.15性能限製：確定理想控製目標357

15.16實施：評估工程化摺中357

15.17討論：對話的共同語言358

15.18未來：文藝復興359

緻謝361

參考文獻361

第16章控製中的軟計算364

16.1簡介364

16.2人工神經網絡365

16.3遺傳算法373

16.4模糊邏輯與模糊控製377

16.5小結386

緻謝386

參考文獻386

附錄391

附錄一國際單位製詞頭（SI詞頭）391

附錄二本書縮略語391

作者介紹

Mohamed Gad-el-Hak 1966年於艾因·夏姆斯大學（埃及）獲得瞭他的學士學位（成績優異），1973年從約翰·霍普金斯大學獲得他的流體力學博士學位，在那裏他與Stanley Corrsin教授一起工作。Gad-el-Hak此後在南加州大學、弗吉尼亞大學、聖母大學、格勒諾布爾國立理工學院、普瓦捷大學、埃爾朗根-紐倫堡的弗裏德裏希-亞曆山大大學、慕尼黑工業大學和柏林工業大學進行過教學和研究活動，並在美國和海外研討會廣泛地演講。Gad-el-Hak博士目前是位於裏士滿的弗吉尼亞聯邦大學生物醫學工程係的伊內茲考迪爾教授和機械工程係的教授。在被聖母大學任命為航空航天和機械工程係教授之前，Gad-el-Hak是華盛頓州西雅圖一個流量研究公司的**研究科學傢和項目經理，在那裏他管理各種空氣動力學和流體動力學研究項目。 Gad-el-Hak教授由於開發齣幾個新的湍流診斷工具而，其中包括激光誘導熒光（LIF）技術實現流體的可視化；發現瞭通過不穩定的周圍平流層實現湍流區快速增長的高效機製；開創性地進行瞭有關湍流邊界層的流體與柔性錶麵相互作用的實驗；引入目標控製概念，實現瞭壁麵邊界流動的阻力減小、升力增強和混閤增強；以及開發齣一種新型的黏性泵以適閤微機電係統（MEMS）的應用。Gad-el-Hak於1994年發錶的湍流邊界層Reynolds數效應工作是該主題範式轉變的標誌。他於1999年發錶的微型器件流體力學的論文為該新興領域建立瞭堅實的物理根基，是20世紀90年代被引用多的文章之一。 Gad-el-Hak擁有兩項：一個是飛機和潛水器的減阻方法，另外一個是用於三角翼的上升控製裝置。Gad-el-Hak博士發錶瞭**過450篇文章，撰寫/編輯瞭14本書和會議文集，在各嚮同性湍流、邊界流動、分層流動、流體-結構相互作用、柔性膜、非穩態空氣動力學、生物流動、非Newtonian流體、硬件和軟計算包括遺傳算法、流量控製以及微機電係統的基礎和應用研究領域做瞭250多個邀請報告。 Gad-el-Hak的論文已經在技術文獻中被引用**過1000次。他是Flow Control: Passive, Active, and Reactive Flow Management的撰稿人，是Frontiers in Experimental Fluid Mechanics、Advances in Fluid Mechanics Measurements、Flow Control: Fundamentals and Practices, The MEMS Handbook, Transition and Turbulence Control的編輯。 Gad-el-Hak教授是美國力學會會士、美國物理學會會士和終生成員、美國機械工程師學會會士、美國航空航天研究所助理會士以及歐洲力學會的會員。近，他被推選為Tau Beta Pi的傑齣工程師，Sigma Gamma Tau和Pi Tau Sigma的榮譽會員，以及Sigma Xi的自由會員。1988～1991年，Gad-el-Hak博士擔任瞭AIAA雜誌的副主編。他目前擔任e-MicroNano�敝鞅啵�是Applied Mechanics Reviews和e-Fluids的副主編，以及Springer-Verlag的Lecture Notes in Engineering和Lecture Notes in Physics，McGraw-Hill的Year Book of Science and Technology和CRC齣版社的Mechanical Engineering Series的特約編輯。 Gad-el-Hak博士擔任瞭埃及、法國、德國、意大利、波蘭、新加坡、瑞典、英國、美國、聯閤國以及眾多工業組織的顧問。Gad-el-Hak教授一直是美國國防部、能源部、航天局和國傢科學基金會幾個谘詢小組的成員。在1991/1992學年，他在法國格勒諾布爾法蘭西機械學院任客座教授。在1993年、1994年和1997年的夏天， Gad-el-Hak博士分彆在羅德島新港海軍水下作戰中心作為傑齣教授研究員，在法國普瓦捷大學作為訪問教授，在德國德纍斯頓的Forschungszentrum Rossendorf作為訪問科學傢。1998年， Gad-el-Hak教授被評為第十四屆ASME弗裏曼學者。1999年，Gad-el-Hak獲得瞭的亞曆山大·馮·洪堡奬——德國為美國所有領域的科學傢和學者頒發的高科研奬——以及日本為外國學者頒發的研究奬。2002年，Gad-el-Hak被評為ASME傑齣講師，並入選約翰·霍普金斯大學學者協會。

文摘

序言