Novità COMSOL Multiphysics^® versione 6.4

Per gli utenti del MEMS Module, la versione 6.4 di COMSOL Multiphysics^® introduce la modellazione automatica dei contatti, il supporto della simmetria per i terminali e un nuovo grafico predefinito che mostra l'energia totale immagazzinata. Proseguite la lettura per ulteriori dettagli su questi aggiornamenti.

Modellazione automatica dei contatti con molti oggetti

Per creare facilmente modelli con un numero elevato di possibili interazioni di contatto, è stato introdotto un nuovo tipo di modellazione dei contatti che imposta automaticamente le condizioni di contatto tra molti oggetti in modo arbitrario.

Una valvola piezoelettrica in posizione chiusa con un'area soggetta a sollecitazioni elevate (in rosso) che indica il contatto. Sono mostrate le impostazioni del nodo Contact Model, una sottofunzione della nuova funzione General Contact.

Simmetria per i terminali

La funzione Terminal ora supporta un fattore di moltiplicazione dell'area (disponibile nella sezione Advanced Settings dopo aver abilitato Advanced Physics Options). Questo tiene conto della simmetria ridimensionando l'area del terminale in modo che i circuiti o i carichi collegati percepiscano l'intero dispositivo anche quando solo una parte è modellata. Ad esempio, se il modello rappresenta metà del dispositivo, è necessario utilizzare un fattore pari a 2. L'aggiornamento è disponibile per le interfacce Electrostatics, Electric Currents e Magnetic and Electric Fields.

Modello che rappresenta metà di un risonatore a onde di Lamb. Il nuovo fattore di moltiplicazione dell'area è visualizzato nella finestra Settings della funzione Boundary Terminal.

Grafico predefinito dell'energia totale

Per visualizzare la risposta in frequenza e identificare i picchi di risonanza di un sistema elettromeccanico, è disponibile un nuovo grafico predefinito dell'energia totale immagazzinata, Wh_tot, per gli studi di Frequency Domain con accoppiamento elettromeccanico o piezoelettrico.

In questo modello di risonatore a onde acustiche di volume (BAW) a film sottile, quando si risolve uno studio di Frequency Domain viene creato un grafico dell'energia totale immagazzinata, Wh_tot . Il grafico predefinito richiede l'accoppiamento Piezoelectricity o Electromechanics.

Tutorial nuovi e aggiornati

La versione 6.4 di COMSOL Multiphysics^® introduce diversi tutorial nuovi e aggiornati nel MEMS Module.

Birdbath Resonator Gyroscope

La forma a cupola assialsimmetrica del risonatore consente l'accoppiamento tra le modalità di trasmissione e acquisizione. Questo design riduce al minimo costi, peso, dimensioni e consumo energetico, garantendo al contempo maggiore precisione e stabilità. Sono riportati i campi di spostamento con (a sinistra) e senza (a destra) eccitazione Coriolis, che dimostrano come il movimento angolare produca una distorsione misurabile.

Titolo in Application Library:
birdbath_resonator_gyroscope
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Velocity Calculation for SAW Unit Cell

Questo modello calcola la velocità delle onde acustiche di superficie (SAW) e i parametri correlati, quali i coefficienti di accoppiamento elettromeccanico, k² e k_p, per diverse configurazioni di celle unitarie del cristallo LiNbO₃ con taglio YX a 128°. Questi parametri sono utili per vari metodi analitici e semi-analitici di progettazione di dispositivi SAW. Sono mostrati lo spostamento e il campo elettrico nella direzione x.

Titolo in Application Library:
saw_velocity_calculation
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Uncertainty Quantification Analysis of Piezoelectric Energy Harvester

L'Uncertainty Quantification Module viene utilizzato per studiare in che modo le incertezze di produzione introducono variazioni nella potenza di uscita di un dispositivo di raccolta di energia. In questo modello tutorial viene eseguita una sequenza di studi di quantificazione dell'incertezza (UQ), a partire dallo screening e proseguendo con la propagazione dell'incertezza. Qui sono raffigurati i modelli surrogati per otto valori di frequenza distinti che mettono in relazione la potenza di uscita del dispositivo di raccolta di energia con due parametri di input.

Titolo in Application Library:
piezoelectric_energy_harvester_uncertainty_quantification
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SAW Euler Angle Rotation

Questo modello mostra come le rotazioni degli angoli di Eulero vengono applicate per modificare le proprietà predefinite del materiale quando non sono disponibili dati specifici relativi al taglio. Questo esempio utilizza tre configurazioni del taglio YX a 128° LiNbO₃ per calcolare le frequenze proprie e gli autovalori. Sono mostrati lo spostamento e il potenziale (a sinistra) e lo spostamento e la deformazione piezoelettrica (a destra) nella direzione x.

Titolo in Application Library:
saw_euler_angle_rotation
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Shape Optimization of Microphone Diaphragm

Questo tutorial mostra come utilizzare lo studio Shape Optimization per regolare con precisione la frequenza naturale del diaframma di un microfono MEMS. Vengono mostrati i cambiamenti nella forma della sospensione a molla quando la frequenza naturale viene abbassata da 145 kHz a 115 kHz.

Titolo in Application Library:
microphone_diaphragm_shape_optimization
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