fa طراحی و تحلیل عملکرد یک نانوشتاب‌سنج بازآوایشی (رزونانسی) با کاربرد پایش امواج زمین‌صوتی زمین‌صوتیّات Geoacoustics پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><span style="font-family:b nazanin;">در این مقاله، طراحی و تحلیل عملکردی یک نانوحسگر بازآوایشی برای رصد زمین‌لرزه با کاربرد اندازه‌گیری امواج بسامد پایین زمین صوتی پیشنهاد شده است. الگوی ارائه شده از یک جرم معیار که توسط تکیه‌گاه به زیرلایه متصل شده و یک نانوتیر که در نزدیکی محل اتصال تکیه‌گاه قرار دارد، تشکیل شده است. این نانوتیر را می‌توان یک نوسانگر دوسردرگیر در نظر گرفت که با نیروی برقی‌ایستایی (الکترو&shy;استاتیک) تحریک می‌شود. وارد شدن شتاب به جرم معیار موجب ایجاد نیروی کششی یا فشاری به صورت محوری در نوسانگر می‌شود. نیروی محوری وارد شده بر تیر منجر به تغییر انرژی پتانسیل ذخیره شده در تیر و در نتیجه تغییر بسامد طبیعی سامانه می‌شود. بنابراین، با اندازه‌گیری مقدار تغییر در بسامد طبیعی می‌توان شتاب وارده به جرم معیار را اندازه گرفت. به علاوه، بر روی دو طرف نوسانگر، لایه‌ای از ماده‌ی پیزوالکتریک قرار گرفته است که با اعمال ولتاژ به آن می‌توان عملکرد حسگر را بهبود بخشید. در ابتدا، معادلات حاکم بر نانوحسگر با استفاده از اصل همیلتون به دست می‌آیند که شامل نیروهای برقی‌ایستایی (الکترو&shy;استاتیک) با اثر میدان فرینج، میرایی، پیزوالکتریک، کزیمیر و غیرخطی ناشی از اثرات کششی است. در ادامه، معادلات با روش&shy; عددی انتگرال‌گیری مستقیم حل شده‌اند. عملکرد نانوحسگر از طریق نتایج شبیه‌سازی بررسی شده که شامل عملکرد دینامیکی ابزار، حساسیت، تفکیک‌پذیری، پهنای باند، برد دینامیک و مقاومت سازه‌ای می&shy;شود. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که ابزار پیشنهاد شده می‌تواند در اندازه&shy;گیری امواج فروآوا و بسامد پایین زمین‌صوتی، عملکرد بهتری در مقایسه با حسگرهای تجاری ریز و کلان (میکرو و ماکرو) داشته باشد.</span></div> <br> &nbsp; <p class="Abstract" style="text-align: justify;">In this paper, design and performance analysis of a resonance nanosensor for earthquake low frequency geoacoustic waves detection is proposed. The model comprises of a proof mass suspended to the substrate, and a nanobeam attached to the intersection of the proof mass to the substrate. The nanobeam could be cosidered as a clamped-clamped nanoresonator actuated electrostartically. The induced accelaration to the proof mass could lead to an axial tensile or compression force in the nanoresonator. The axial induced force could change the system stored potential energy and result in the shift of the resonator natural frequncy. Measuring the frequncy shift of the resonator, could lead to the estimation of the applied accelaration to the proof mass. Furthermore, the nanobeam is laminated between two piezoelectric layers wich applying voltage to them could improve the perfomance of the nanosensor. Governing equations are obtained using Hamilonian&rsquo;s principle that considers the main sources of nonlinearity including electrostatic fringing field effect, piezoelectric and casimir force, and stretching effect. The equations are solved using numerical and analytical methods. The simulation results are being used to investigate the nanosensor performance charactersitics including the device dynamic response, resolution, sensitivity, bandwidth, dynamic range and the structural resitance. The results show that the proposed nano accelerometer could have a better performance compared the existing micro and macro earthquake detection devices measuring geoacoustic infrasonic and low frequency waves.<br> &nbsp;</p> نانوحسگر, رصد زمین‌لرزه, دینامیک غیرخطی, بازآوایشگر, شیوه مقیاس‌های زمانی چندگانه, فراآوایی, زمین‌صوتی. Nanosensor, Earthquake detection, Nonliear dynamics, Resonator, Multiple time scales method, Infrasonic, Geoacoustic. 46 59 http://joasi.ir/browse.php?a_code=A-10-350-1&slc_lang=fa&sid=1 M. Rahmati Ahmadabadi میثم رحمتی احمدآبادی rahmatimeitham@gmail.com 0386302261 10031947532846002004 Yes Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت مدرس S. Esmaeelzadeh Khadem سیامک اسماعیل‌زاده خادم khadem@modares.ac.ir 10031947532846002005 10031947532846002005 No دانشگاه تربیت مدرس M. Rasekh مسعود راسخ 10031947532846002006 10031947532846002006 No دانشگاه تربیت مدرس