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문제 정의
- 본 연구에서는 수치해석을 이용하여 멤스 공정으로 제조되는 열식 마이크로 질량유량센서의 설계에 대해 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 수행하였다. 이를 통해 각 히터의 가열모드에서 높은 정밀도로 유속을 측정할 수 있는 온도 센서 위치를 파악하여 멤스공정을 이용한 고정밀 열식 질량유량센서의 설계 및 마이크로제조를 도모하고자 한다.
가설 설정
- 유동과 에너지 계산 시에는 2차 상류도식 (upwind scheme)과 SIMPLE 알고리듬을 사용하였다. 수치해석 모델은 Reynolds 수에 따라 층류와 표준 k" 난류모델을 사용하였고 난류 강도는 균일유속을 기준으로 5%로 가정하여 계산을 수행하였다.
- 지지 박막의 하부는 에칭공정으로 만들 수 있는 공동으로 설정하였으며, 기저 물질인 실리콘의 온도 경계조건은 상온(300 K)으로 가정하여 계산도 메인 외부의 온도 경계 조건은 모두 상온을 유지하도록 설정하였다. 마이크로 히터는 정밀제어기에 의해 일정 온도, 일정 열유속 및 가열 펄스로 조절되는 것으로 가정하였다. 본 해석에 사용한 유체 및 유량센서의 구성물질의 열물성치를 Table 1에 나타냈다.
- 이때 온도 입구 경계조건은 상온(300 K)로 하였다. 지지 박막의 하부는 에칭공정으로 만들 수 있는 공동으로 설정하였으며, 기저 물질인 실리콘의 온도 경계조건은 상온(300 K)으로 가정하여 계산도 메인 외부의 온도 경계 조건은 모두 상온을 유지하도록 설정하였다. 마이크로 히터는 정밀제어기에 의해 일정 온도, 일정 열유속 및 가열 펄스로 조절되는 것으로 가정하였다.
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