INDUSTRIJA
Načrtujete novo napravo, ki temelji na elektromagnetnih pojavih? Želite izboljšati delovanje že obstoječih elementov, ki poleg elektromagnetnih pojavov vključujejo tudi toplotne ali strukturno mehanske? Ali celo pretok tekočin? V Laboratoriju za bioelektromagnetiko na Fakulteti za elektrotehniko (Univerza v Ljubljani) se že vrsto let ukvarjamo z numeričnimi simulacijami elektromagnetnih struktur. Namen simulacij je večplasten: poglobljena razlaga elektromagnetnih pojavov v pedagoške namene, raziskovalno-razvojno delo na področju izboljšav in optimizacije elektronskih sestavov, inovacijsko delo na novih področjih. V zadnjem času smo delo razširili še na vedno bolj aktualno področje numeričnih simulacij pojavov, ki poleg elektromagnetnih vključujejo še termične, strukturno mehanske pojave in fluidiko.
Uporabite naše izkušnje v vašo korist!
Pokličite zdaj :) 0038614768429
Glavno področje našega delovanja je raziskovanje pojavov, ki vključujejo izračune elektromagnetnega polja. Problemi, ki jih analiziramo, so zelo raznoliki in vključujejo vsa področja od elektrostatike in magnetostatike do elektrodinamike.
Zaznavanje nanodelcev v zraku je zaradi njihove majhnosti izredno zahtevna naloga. Z numerično simulacijo je mogoče analizirati različne načine detekcije delcev. Z vodo oplaščene nanodelce je mogoče zaznati s spremembo kapacitivnosti ob naletu v z vodo napolnjenem ploščnem kondenzatorju.
Dielektroforeza omogoča premikanje majhnih električno nevtralnih delcev s pomočjo izmeničnega električnega polja, kar je zanimiva metoda za brezkontaktno premikanje bioloških celic. Numerična simulacija omogoča študij vpliva različnih oblik elektrod in velikost sil na delce pri različnih frekvencah in amplitudah vzbujanja.
Transkranialna magnetna stimulacija je vedno bolj pomembna metoda brezkontaktne stimulacije določenih delov možganov (zdravljenje depresije, shizofrenije, …). S simulacijo je mogoče optimirati obliko stimulirajočih tuljav, ki zagotovijo čim bolj fokusirano inducirano polje v možganih.
Bioimpedančna metoda omogoča analizo mišičnih sprememb (npr. atrofija mišic). Numerična simulacija študija porazdelitve tokovne gostote pri vzbujanju z izmeničnimi signali omogoča optimalno postavitev elektrod za analizo mišične mase posamezne mišice.
Novi dizajni elektromagnetnih struktur so lahko zelo kompleksni in vključujejo veliko število komponent. Simulacija omogoča upoštevanje nelinearnih lastnosti magnetizacije feromagnetnih struktur in natančne izračune sil znotraj elektromagnetnega sprožnika.
Poznavanje temperaturne porazdelitve po električnih elementih je lahko ključnega pomena pri načrtovanju in optimizaciji delovanja elektrotermičnih elementov. Z numerično simulacijo je mogoče ugotavljati načine prevajanja toplote znotraj elementa in s tem analizirati vplive geometrijskih in drugih sprememb za izboljšanje delovanja. Izdelan simulacijski model omogoča analizo porazdelitve magnetnega polja, kar omogoča izračun magnetnih sil za premik (aktuacijo). Pri termični analizi smo iz električnega modela izračunano moč uporabili kot vir toplote in določili porazdelitev temperature po elementu. Poleg tega je potrebno upoštevati povraten vpliv toplote na spremembo (specifične) upornosti navitja.
Primer elektromehanske simulacije je simulacija senzorja sile po principu piezorezistivnega efekta. Na tanek upogljiv kos jekla so nameščeni štirje polprevodniški upori, katerim se ob raztezku zelo kontrolirano spremeni specifična električna prevodnost in s tem upornost. Upore namestimo ob skrajnem robu upogljivega lističa ter jih električno povežemo v obliko, ki je znana kot Wheatstonov mostič in omogoča natančno določanje spremembe upornosti. Pri numerični simulaciji je potrebno upoštevati model strukturne mehanike za izračun upogiba, kot tudi spremembo specifične prevodnosti zaradi piezorezistivnega efekta.
Mikrofluidni sistemi se vse pogosteje uporabljajo v tako imenovanih Lab-on-a-chip napravah, ki vključujejo strukture za prenos tekočin, segrevanje, mehansko obdelavo in zaznavanje. Pred načrtovanjem in izdelavo teh kompleksnih struktur je izredno koristno preveriti koncept delovanja in s pomočjo numerične simulacije optimirati kritične elemente. Numerična simulacija zahteva poznavanje fizikalnih pojavov fluidike, termične analize, elektromagnetnih pojavov ter strukturne mehanike. Analizirali smo delovanje piezoelektrične mikromehanske črpalke s posebno obliko ventilov, ki omogočajo zanesljivo in nedestruktivno črpanje bioloških celic.