基于无网格法的微型硬盘磁头/盘系统的动力学建模与实验研究

随着硬盘的大容量、高速化和微型化及其在移动数字设备中的应用，微型硬盘得到了迅速发展，尤其是随着磁记录密度的不断提高，磁头磁盘之间的飞行高度已降至5个纳米左右，因而出现诸如分子间作用力、气体稀薄效应、静电效应等新问题，要保持磁头飞浮的稳定性是一个严峻的工程挑战。由于描述磁头/盘之间气膜压力雷诺方程的非线性，传统的有限差分或有限元解法遇到了网格适应性差、收敛性差等困难。近年来迅速兴起的无网格法可以避免有限元等传统数值方法对网格的依赖性，在涉及非线性、网格畸变等问题中显示出明显优势。本项目拟以无网格法为基础，采取理论分析、实验研究、数值模拟与优化设计相结合的方法，研究微型硬盘磁头/盘系统的静动态特性，建立具有超低飞高(5个纳米左右)并考虑气体稀薄效应等的磁头/盘系统动力学模型；申请者提出的新型无网格方法将首次应用于研究磁头/盘系统气膜刚度及其压力分布特点；探索提高磁头飞浮稳定性的新原理新方法。