Research on static and dynamic characteristics of the thermally induced levitation mechanism (TIL) using thermal creep flow.

利用热蠕变流研究热诱导悬浮机构（TIL）的静态和动态特性。

• 批准号: 10650057
• 负责人: FUKUI Shigehisa
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10650057/
• 关键词: Molecular Gas Dynamics; Boltzmann Equation; Direct Simulation Monte Carlo; Thermal Creep Flow; Microtribology; Molecular Gas-film Lubrication; Nanotechnology; Micro Mechanism; モンテカルロ 直接シミュレーション(DSHC); モンテカルロ直接シミューレーション(DSMC); 非接触マイクロメカニズム; 動特性

This research estimates the static and dynamic characteristics of the micro levitation mechanism caused by thermal creep flow, which occurs only in regions where the Knudsen number defined as the ratio of the molecular mean free path and the characteristic length is not negligible, between two parallel plates with submicron spacings and temperature gradients. Linearization analysis method in frequency domain of the static and dynamic characteristics is established by the use of the molecular gas film lubrication equation(MGL equation) including thermal creep flow effects, which is a Reynolds-type gas bearing equation for arbitrarily small spacings. Static pressure distributions by the method are compared with those by the direct simulation Monte Carlo (DSMC) technique and are found to agree well with each other. Dynamic pressures, which consist of stiffness and damping characteristics, are also analyzed by the linearization method of the MGL equation. The results of this research are helpful in designing the thermally induced micro levitation mechanism.

本研究估计的静态和动态特性的微悬浮机制所造成的热蠕变流，这只发生在区域的克努森数定义为分子的平均自由程和特征长度的比率是不可忽略的，两个平行的板之间的亚微米间距和温度梯度。利用考虑热蠕变效应的分子气膜润滑方程（MGL方程），建立了任意小间距下气体轴承的稳态和动态特性的频域线性化分析方法。将该方法与直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法的静压分布进行了比较，发现两者吻合得很好。动压力，其中包括刚度和阻尼特性，也分析了线性化方法的MGL方程。研究结果对热致微悬浮机构的设计具有一定的指导意义。

项目成果

Fukui,S. and Yamane,K.: "Static and dynamic analyses of thermally induced leviation (TIL) mechanisms utilizing thermal creep flow (in Japanese)"Proceedings of JSME(Japan Society of Mechanical Engineers) Fluid Engineering Conference, Tottori. Vol.99-10. 12

福井，S.

福井茂寿・山根清美: "分子気体潤滑解析の液晶ディスプレイ作成・マイクロマシンへの応用" 日本機械学会第76期全国大会講演論文集(V). 151-152 (1998)

Shigetoshi Fukui和Kiyomi Yamane：“分子气体润滑分析在液晶显示器创建和微型机械中的应用”日本机械工程学会第76届全国会议论文集（V）151-152（1998）。

Fukui,S., Yamane,K., Yamazumi,T. and Wakasugi,Y.: "Fundamental characteristics of thermally induced leviation (TIL) mechanisms utilizing thermal creep flow (MGL and DSMC analyses) (in Japanese)"Proceedings of JAST(Japan Society of Tribologists) Tribology

福井，S.，山根，K.，山纯，T.

福井茂寿,山根清美,山住剛,若杉康博: "熱ほふく流を利用したナノメータ浮上メカニズム(TIL)の基本特性解析"日本トライボロジー学会トライボロジー会議2000春東京予稿集. (2000)

Shigehisa Fukui、Kiyomi Yamane、Tsuyoshi Yamazumi、Yasuhiro Wakasugi：“使用热流的纳米悬浮机构 (TIL) 的基本表征”日本摩擦学会摩擦学会议 2000 年春季东京会议记录（2000 年）。

福井茂寿、山根清美ほか2名: "熱ほふく流を利用したナノメータ浮上メカニズム(TIL)の基本特性解析"日本トライボロジー学会トライボロジー会議2000春東京予稿集. (2000)

Shigetoshi Fukui、Kiyomi Yamane 和另外 2 人：“使用热流的纳米悬浮机构 (TIL) 的基本特性分析”日本摩擦学会摩擦学会议 2000 年春季东京会议记录（2000 年）。