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분자기체 윤활방정식과 수치계산법

전문가 제언: ○ 반도체 소자와 함께 설치되는 MEMS에 움직이는 부품이 있을 경우, 마찰로 인한 마모와 열을 방지하기 위해 기체윤활이 활용되고 있다. 특히 기체 윤활은 마찰로 인한 마모를 자체적으로 보완하는 기능이 있어 오랜 기간의 작동에도 윤활기체를 적절히 재공급해주면 MEMS 기계의 성능을 연장할 수 있는 장점도 있다.

○ 본 해설에서는 극한 환경에서 4〜5 nm정도의 초 미소틈새에 활용할 수 있는 분자기체윤활(MGL: Molecular Gas-film Lubrication)방정식을 대상으로 정역학적 문제에서의 수학적 특징과 초 미소틈새에 대한 대처법을 기술하고, 동역학적문제에 대해서는 3차함수보간법(CIP: Cubic Interpolated Particle Methods)의 적용 예를 소개했다.

○ 가스 윤활베어링에 관한 이론은 BURGDORFER가 1959년도(ASME)에 처음으로 발표했지만 MEMS의 출현으로 금세기에 들어서서 연구가 매우 활발히 진행되고 있다.

– 특히 이웃 일본에서는 괄목할만한 연구 결과를 발표하고 있다. 여기서 인용한 참고문헌은 2002년 이후에 발표된 것들로 19편중 18편이 일본인 저자다. 멀지 않은 장래에 좀 더 정리된 해석법이 출현할 것으로 기대한다.