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超低飞高硬盘磁头运行的仿真研究

作　者: 孙巍
导　师: 陈进才
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 飞高头盘系统空气作用力直接模拟蒙特卡洛方法表面调节系数
分类号: TP333.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 15次
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内容摘要

垂直磁记录的出现加速了硬盘存储密度的增长,为了保证磁头读取信息的正确性和稳定性,磁头与盘片之间的距离越来越小,已经达到几个纳米的飞行高度。在这种超低飞高的状态下,滑块所受作用力的情况非常复杂。在此情况下,通过传统的雷诺方程求解滑块表面作用力变得极为复杂。因此对滑块运行的仿真研究具有重要的理论意义。分析滑块表面形态对其运行稳定性的影响,具体分析滑块所受作用力,指出不同作用力的表达方法并比较它们对滑块稳定性的影响。给出求解滑块表面作用力的头盘系统模型,系统论述滑块表面作用力分布。比较头盘系统结构中常用的气体薄膜润滑方程,分析表面调节系数在其中的作用,指出分析求解的局限性。对头盘系统运行过程进行仿真,从头盘系统的二维分析模型出发,划分头盘系统的仿真网格,模拟在头盘系统中气体分子的运动,计算分子间的碰撞,根据表面调节系数分别计算滑块与盘片的分子反射,最后统计流场中气体分子的宏观参量,分析滑块表面作用力分布情况。通过对比不同表面调节系数情况下的仿真结果可知:滑块表面调节系数对压力没有影响,只对剪切力有影响;盘片表面调节系数对压力与剪切力都产生影响;通过改变滑块表面调节系数可以改变其表面剪切力的分布,而不影响压力分布。该结论为高稳定性硬盘驱动器的滑块设计提供了理论指导。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 课题主要研究工作  10-11
  1.4 本文组织结构  11-12
2 硬盘磁头运行的相关分析模型  12-31
  2.1 头盘系统结构  12-14
  2.2 硬盘滑块作用力分析  14-22
  2.3 模型分析与选择  22-23
  2.4 雷诺方程在头盘系统中的应用  23-30
  2.5 本章小结  30-31
3 头盘系统运行的仿真实现  31-53
  3.1 仿真方案设计  31-38
  3.2 头盘系统中仿真的重点与难点分析  38-43
  3.3 头盘系统仿真的网格划分  43-46
  3.4 头盘系统中分子运动的模拟及边界处理  46-51
  3.5 头盘系统的流场取样与统计  51
  3.6 本章小结  51-53
4 仿真结果与分析  53-58
  4.1 系统仿真与结果  53-56
  4.2 表面调节系数对滑块表面压力分布的影响  56
  4.3 仿真系统的改进思考  56-57
  4.4 本章小结  57-58
5 总结与展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录1：攻读学位期间发表论文目录  63

超低飞高硬盘磁头运行的仿真研究

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