Dynamique non-linéaire d'un transducteur capacitif ultrasonore micro-usiné à membrane circulaire

Dans cet article, un modèle numérique pour les oscillations non-linéaires de CMUT circulaires sous résonance primaire est développé. Le modèle continue comprend les non-linéarités de Von Karman et les non-linéarités électrostatiques. La décomposition modale est utilisée pour transformer l'équation différentielle non-linéaire aux dérivées partielles à un système discret d'équations ordinaires qui est résolu numériquement en utilisant la méthode de la balance harmonique (HBM) et la méthode asymptotique numérique (ANM). Plusieurs simulations numériques ont été réalisées afin d'étudier l'influence des paramètres physiques sur la réponse en fréquence du MEMS. Le modèle développé est capable de capturer l'ensemble des phénomènes non-linéaires d'un CMUT et décrire la compétition entre les comportements raidissant et assouplissant . En pratique, le modèle proposé peut être utilisé par les concepteurs afin de régler l'effet des non-linéarités pour améliorer les performances des CMUTs

Calcul du rayonnement acoustique des transducteurs capacitifs ultrasonores micro-usinés

Les transducteurs ultrasonores capacitifs micro-usinés (CMUT) sont une alternative prometteuse aux transducteurs piezo-électriques. Ils sont constitués d'un très grand nombre de micro-membranes organisées en réseau et actionnées électrostatiquement. Nous proposons une méthode de calcul originale permettant de déterminer la pression acoustique émise par le réseau en prenant en compte explicitement l'effet de chaque micro-membrane. Les performances de la méthode sont démontrées sur des transducteurs typiques