При проектировании нано- и микроэлектромеханических систем особое внимание уделяется анализу механизмов диссипации энергии. Различаются два вида механизмов рассеяния энергии: внешний и внутренний. К внешним механизмам относятся якорные потери, потери, связанные с наличием поверхностных и объемных дефектов, газовое демпфирование. Данные потери могут быть минимизированы путем оптимизации конструкции и технологии производства МЭМС устройства. В то же время внутренние механизмы рассеяния определяются физическими свойствами материалов и не могут быть устранены. Тем самым, внутренние механизмы диссипации задают верхнюю оценку добротности системы. Одним из основных внутренних механизмов потери энергии является термоупругая диссипация.

Целью работы является исследование термоупругого рассеяния энергии на балочных формах колебаний микрорезонаторов. В отличие от известных работ рассматривается обобщенный вид тепловых граничных условий на поверхности резонатора, заданных в виде закона Ньютона-Рихмана. Исследован комплекснозначный спектр собственных частот и вычислена добротность резонатора в зависимости от ключевых физических и геометрических параметров системы. Обсуждаются подходы к построению модели пониженного порядка для двусторонне связанных термоупругих систем на основе метода конечных элементов.

Астапов Ярослав Константинович – инженер и аспирант Высшей школы механики и процессов управления Физико-механического института Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Область научных интересов – нано- и микроэлектромеханические системы, вычислительная механика.
Научный руководитель – к.ф.-м.н., доц. Лукин Алексей Вячеславович.