COMSOL Multiphysics^® 6.4 发布亮点

COMSOL Multiphysics^® 6.4 版本为“MEMS 模块”的用户带来了多项功能增强，包括自动接触仿真、终端对称性，以及显示总储能的新默认绘图。欢迎阅读以下内容，进一步了解这些更新亮点。

多个对象自动接触仿真

为了轻松创建具有大量潜在接触相互作用的模型，新版本新增了通用接触 特征，可在多个对象之间自动设置任意接触条件。

处于关闭状态的压电阀，其中高应力区域（红色）表示接触。图中显示了新增的 通用接触特征的子特征 - 接触模型节点的设置。

终端对称性

终端 特征现在支持面积倍增因子（启用高级物理场选项 后，可在高级设置 栏中找到），通过缩放终端面积来体现对称性，即使仅对部分器件进行建模，所连接的电路或负载仍可感知整个器件的效应。例如，如果模型仅表示器件的一半结构，则应使用因子 2。此项更新适用于静电、电流 以及磁场和电场 接口。

展示半个兰姆波谐振器结构的模型。边界终端特征的 设置窗口中显示了新增的面积倍增因子。

总能量默认绘图

为直观呈现机电系统的频率响应并识别其谐振峰，当频域 研究包含机电或压电耦合时，系统将自动生成总储能 Wh_tot 的默认绘图。

在这个薄膜体声波 (BAW) 谐振器模型中，求解 频域研究时会创建总储能 Wh_tot 的绘图，这是 压电或 机电耦合的默认绘图。

新增和更新的教学案例

COMSOL Multiphysics^® 6.4 版本为“MEMS 模块”引入了多个新增和更新的教学案例。

鸟盆式谐振陀螺仪

本例中谐振器的轴对称圆顶形状实现了驱动与感应模式之间的耦合。该设计以更低的成本、更轻的重量、更小的尺寸和更低的功耗，提供更高的精度与稳定性。图示分别为存在（左）与不存在（右）科里奥利激励时的位移场，展示了角运动如何产生可测量的失真。

“案例库”标题：
birdbath_resonator_gyroscope
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SAW 基本单元的速度计算

计算 128° YX 切型 LiNbO₃ 晶体在不同基本单元配置下的表面声波 (SAW) 速度及相关参数（如，机电耦合系数 k² 和 k_p）。所获参数可用于多种 SAW 器件设计的解析与半解析方法。图示为 x 方向的位移和电场分布。

“案例库”标题：
saw_velocity_calculation
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压电能量采集器的不确定性量化分析

借助“不确定性量化模块”，研究制造不确定性如何引起能量采集器输出功率的波动；从筛选分析到不确定性传播，执行了一系列不确定性量化 (UQ) 研究。图中显示了八个不同频率值下的代理模型，揭示了能量采集器输出功率与两个输入参数之间的关系。

“案例库”标题：
piezoelectric_energy_harvester_uncertainty_quantification
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SAW 欧拉角旋转

演示在缺乏特定切型数据时，如何应用欧拉角旋转来修改默认材料属性。本例采用 128° YX 切型 LiNbO₃ 的三种配置，计算特征频率和特征模态。图中分别显示了 x 方向的位移和电势分布（左），以及位移和压电应变分布（右）。

“案例库”标题：
saw_euler_angle_rotation
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麦克风振膜形状优化

演示如何通过 形状优化研究精确调整 MEMS 麦克风振膜的固有频率。图中显示了当固有频率从 145 kHz 降至 115 kHz 时，弹簧悬挂结构的形状变化过程。

“案例库”标题：
microphone_diaphragm_shape_optimization
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