마이크로 흐름 제어 칩의 구조와 규모에 따라 그 모델링 방법은시스템 수준 설계화부품급 설계。

시스템급 설계는 매크로 모델 설계라고도 하는데, 구체적으로 말하면 전체 칩 구조를 모델링 대상으로 하여 입력, 출력, 제어를 규칙적으로 설계하는 것이다.일반적인 시스템 수준 설계 방법론모델링、등가 회로법、직접 강등법、집합 매개 변수 강하법기다려.

1. 행위 모델링

행위 모델링은 전체 마이크로흐름 제어 칩을 여러 기능 부품으로 분해하여 각 기능 부품에 대해 모델링하는 것을 말한다.그리고 푸리엽 급수를 이용하여 인터페이스 신호를 처리하여 전체 칩의 모델링을 실현한다.이 방법은 지나치게 간소화되고 정밀도가 낮은 등의 문제가 있다.복잡한 마이크로흐름제어시스템을 설계할 때 간소화부분이 비교적 많으면 산생된 오차가 루적되여 물리법칙을 진실하게 반영하지 못한다.

2. 등가 회로법

등효회로법은 노드분석법이라고도 하는데 구체적으로 피연구대상과 회로의 유사성에 근거하여 비전기구품의 수학모형을 전기제품특성의 물리량으로 모의한다. 즉 연구한 문제의 물리량을 저항, 용량, 전감 등 물리매개변수로 표시한후"등효회로"로 구축하여 해답을 구한다.

3、직접 강등법

직접강등법은 궤적접근법, 정교분해법 등을 채용하여 칩의 물리현상을 묘사하는 편미분방정식조를 직접 강등처리하여 이를 상미분방정식조로 낮추고 나아가 대수방정식조로 간소화한후 해답을 구한다.직접 하강법은 비교적 복잡한 부품을 하강 처리하여 간소화된 매크로 모형을 얻을 수 있다.다운그레이드 처리는 칩 내부의 물리적 특성을 설명하는 정보를 포기해야 하기 때문에 실제 모델과 일정한 편차가 있을 수 있습니다.

4, 집합 매개 변수 강하법

집합 매개변수 다운그레이드는 정적 시뮬레이션을 바탕으로 시뮬레이션 결과를 다항식 곡선으로 입안하여 시스템 집합 총 질량 매크로 모델, 집합 총 저항 매크로 모델 등 시스템 집합 총 매개변수 매크로 모델을 얻는 것을 말한다.

부품급 설계는 칩의 어느 관건적인 부분을 겨냥하여 그 진화 법칙을 연구하여 진행하는 설계이다.부품급 설계는 주로 수치 시뮬레이션 방법으로 실현되는데 유한원법, 유한차분법, 유한체적법, 스펙트럼 방법 및 기타 수치 시뮬레이션 방법을 포함한다.

이상의 방법을 빌어 전문 소프트웨어 또는 프로그래밍을 이용하여 마이크로 흐름 제어 칩의 운행 진화 모델을 구축하여 특정한 방안에 대해 논증, 평가 및 최적화를 진행할 수 있다.현재 전문 소프트웨어를 사용하여 마이크로 흐름 제어 칩 (또는 MEMS) 컴퓨터 보조 설계를 진행하는 것은 주요한 모델링 방법이며, 그 중 프로그래밍은 주로 이론적 메커니즘 연구에 적용된다.흔히 볼 수 있는 전문 소프트웨어로는 COMSOL Multiphysics (유한원 방법), CFD-ACE + (유한부피법), CoventorWare (유한원 방법) 등이 있는데, 이런 소프트웨어는 MEMS뿐만 아니라 다른 연구 분야의 기능 모듈도 겨냥하고 있다.또한 IntelliSuite, MEMS Pro, TannerPro, HFSS 등 마이크로 흐름 제어 칩 설계에 특화된 소프트웨어도 있습니다.여기서,IntelliS는uite는칩 구조의 최적화 설계에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 매개변수 분석, 시스템 시뮬레이션, 패키징 분석 등의 기능도 포함한다.

부품급 설계는 역학, 유동, 전열 등 물리법칙을 준수하고 정밀도가 높지만 계산량이 많아 일반적으로 전체 시스템의 수치 시뮬레이션을 할 수 없다.그러나 시스템급 설계는 마이크로흐름 제어 칩 구조 전체를 겨냥하여 시스템의 물리적 법칙을 묘사하는 조립화 방법으로 정밀도는 상대적으로 낮지만 계산 속도는 빠르다.그러므로 상기 두가지 방법의 장점을 융합하여 칩의 관건부위에는 부품급설계를 채용하고 비관건부위에는 시스템급설계를 채용하여 일종의 매크로-마이크로설계방법을 형성할수 있다.

매크로 - 마이크로 설계 방법기본 마인드:

(1) 복잡한 마이크로흐름제어시스템을 단순단위와 복잡단위로 나눈다.

(2) 어느 한 방향에서 척도가 비교적 큰 직통로, 액체저장탱크, 커브길 등 간단한 기하학적 토폴로지구조에 대하여 분리변수법 또는 기함수 중첩 등 방법으로 모델링하여 해석을 구한다.

(3) 복잡한 기하학적 토폴로지 구조(예를 들어 3차원 혼돈 혼합 단위)에 대해 수치 시뮬레이션 방법으로 해답을 구한다.

(4) 데이터 의합 및 이산화 방법을 이용하여 간단한 단위와 복잡한 단위 사이의 브리지를 진행한다.그런 다음 동일한 방법으로 모든 셀을 브리징하고 순환 반복 계산을 통해 전체 시스템을 해결합니다.