COMSOL Multiphysics^® 6.3 リリースハイライト

MEMS モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.3 では, より正確な静電力計算と, シェルおよび膜用の新しい電気機械マルチフィジックスインターフェースが導入されています. これらの更新については, 以下をご確認ください.

静電気の新しい定式化

静電気解析では, 新しい方程式定式化によってより正確な静電力計算が可能になり, 加速度計やジャイロスコープなどの MEMS デバイスをモデル化するときに特に役立ちます. このアプローチでは, 電気変位場フラックスを直接解くことで, 鋭角な角を持つジオメトリの精度が向上し, より実用的な力の評価が可能になります. 従来の電位ベースの定式化とは異なり, 新しい方法では混合定式化手法が使用され, 電気変位場 (D) 用と電位 (V) 用の 2 つの方程式が解かれ, 後者が拘束として機能します. この D-V 定式化は, 混合有限要素として指定され, 2Dおよび3Dモデリングの両方で使用でき, 電気機械マルチフィジックスインターフェースで使用される静電気インターフェースのデフォルトの離散化オプションです.

新しい電気機械マルチフィジックスインターフェース

新しい電気機械 (シェル) および電気機械 (メンブレイン) インターフェースは, 静電気力の影響を受けるマイクロフォンメンブレインなどの薄い構造の変形のモデリングを簡素化します. これらのインターフェースには, シェルまたは膜要素とのシームレスな統合のための電気機械 (境界) マルチフィジックスカップリングが自動的に含まれ, 電場をモデリングするために静電気インターフェースを使用します. Brüel & Kjær 4134 コンデンサーマイクおよび軸対称コンデンサーマイクのチュートリアルモデルで実証されているように, これらのインターフェースには構造力学モジュールも必要です.

収縮と膨張のマルチフィジックスカップリング

拡散によって引き起こされる体積変化をモデル化するために, 固体輸送と固体力学のインターフェースを双方向に接続する新しい収縮と膨張のマルチフィジックスカップリングが追加されました. この新しいカップリングを使用して, 濃度変化が体積に与える影響と, 応力が拡散に与える影響をシミュレートできます. これは, たとえば, イオン輸送によって非常に大きな体積変化が発生する可能性がある電池で役立ちます.

内部境界の接触定式化

固体力学インターフェースに新しい内部接触機能が追加され, 摩擦, 接着, 剥離などの接触条件を内部境界に含めることができるようになりました. この定式化により, 接触ペアとアセンブリは必要なく, 解析は幾何学的に線形になります. この機能は, ボルト接合や剥離によって分離された境界などのアプリケーションのモデリングに使用できます.

新しいデフォルトの自由空間機能

新しいデフォルトの機能である自由空間が静電気インターフェースに追加されました. この機能は, モデル化されたデバイスの近くの物理的条件 (通常は空気または真空) を定義します. この機能は, さらなる改良の出発点として機能し, 固体の電荷保存などの追加機能を追加して, 材料特性と励起方法をローカルに指定できます.

複合材料ライブラリフォルダー

複合材料用の新しい組み込みフォルダーは, ファイバー成分, マトリックス成分, 薄層の3つの材料グループに分かれています. この機能により, 一般的なタイプの複合材料層を使用してモデルを簡単に設定できます.

新しいチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.3 では, MEMS モジュールに2つの新しいチュートリアルモデルが追加されました.