COMSOL Multiphysics^® 6.2 リリースハイライト

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MEMS モジュールのアップデート

MEMS モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.2 では, 多層構造のピエゾ抵抗をモデル化するための新しいインターフェース, 新しい熱膨張, 薄層マルチフィジックスカップリング, および新しいスリップウォール境界条件が導入されています. これらのアップデートと詳細については, 以下をご覧ください.

注: MEMS モジュールは, 構造力学モジュールの更新から多くの新機能も継承しています.

ピエゾ抵抗, 積層シェルマルチフィジックスインターフェース

新しいピエゾ抵抗 (積層シェル) マルチフィジックスインターフェースは, 多層構造のピエゾ抵抗をモデル化します. これは, 電流 (積層シェル) インターフェースを積層シェルインターフェースと組み合わせ, 新しいピエゾ抵抗 (積層) マルチフィジックスカップリングをモデルツリーに追加します. この機能には複合材料モジュールが必要であることに注意してください.

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圧電材料, シェルインターフェースの積層機能

シェルインターフェースでは, 新しい圧電材料のレイヤー機能が利用可能です. この新機能により, 薄い圧電複合材料を解く際の組み立て時間と計算時間の両方が節約できます. この新しい機能には構造力学モジュールが必要であることに注意してください. 複合材料モジュールも利用できる場合は, この機能を多層シェルで使用でき, 個々の層が異なる材料特性を持つことができます.

A resonator model showing the S0 mode in the Rainbow color table.

7.99 GHz のラム波共振器の S0 モード. シェルインターフェースと新しい圧電材料の層状機能を使用して計算されます.

熱膨張 (薄層) マルチフィジックスカップリング

新しい熱膨張 (薄層) マルチフィジックスカップリングノードを使用すると, 薄層材料モデルを持つ境界内の熱膨張を, 伝熱インターフェースで計算された同じ境界上の温度場と連成できます.

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Thermal Expansion, Thin Layer node highlighted; the corresponding Settings window; and three Graphics windows showing a heating circuit model.

加熱回路内で決定される応力, 電位, 温度は, 新しい熱膨張 (薄層) マルチフィジックスカップリングを使用してモデル化されます.

スリップウォール境界条件

クヌーセン数が 0.001 ～ 0.1 の範囲にある場合, 新しいスリップウォール境界条件を使用して, 滑り流れ領域に存在する有効な非理想的な壁条件をモデル化できます. この機能は, 幾何学的寸法が非常に小さい系, または非常に低い周囲圧力で動作する系に使用されます. これは, MEMS トランスデューサーやその他のマイクロデバイスなどをモデリングするときに関係します. 内部境界上のスリップウォールをモデル化するには, 内部スリップウォール機能を使用できます. これらの機能には音響モジュールが必要であることに注意してください.

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Slip Wall node highlighted, the corresponding Settings window, and a MEMS microphone model in the Graphics window.

熱粘性音響インターフェースのスリップウォール機能の設定ウィンドウ.

接触モデリングの非拘束構造

接触問題では, 接触が確立されるまで拘束が不十分であることがよくあります. その結果, 剛性行列は特異になります. この固有の問題を軽減するために, 新しい安定化機能が追加されました.

Half of a tube connection model showing the contact pressure in the Rainbow color table.

ボルトで締められたチューブ接続における接触圧力.

制限付き変位

制限付き変位 (つまり, 点, エッジ, または境界が特定の方向に移動できる最大距離) を規定する機能が, 固体力学, マルチボディダイナミクス, シェル, 積層シェル, およびメンブレインインターフェースに追加されました. この機能は接触解析の簡易版とみなすことができ, 動きを止めるために2番目のオブジェクトは必要ありません. 以前のバージョンでは, この機能は梁やトラスなどのエッジタイプのインターフェースでのみ利用可能であったため, エッジまたはポイントにしか適用できませんでした.

パイプの径方向の変位を制限するパイプ位置合わせガイド. 完全な接触解析ではなく, 制限オプションを使用した変位拘束境界条件が使用されます. アライメントガイド (ここではリングで表されています) は変位の限界を可視化しますが, モデルの一部ではありません.

新しいフェーズフィールド (固体) インターフェース

フェーズフィールドモデリングはさまざまなアプリケーションに使用でき, このバージョンでは新しいフェーズフィールド (固体) インターフェースが導入されました. これは, 亀裂の伝播, 損傷の進展, 粒界の成長など, 固体内の移動界面に関わる現象のモデリングに特化した界面です.

弾塑性緻密引張試験片における亀裂の発生と伝播のフェーズフィールドモデリング.

新しい輸送 (固体) インターフェース

化学種輸送, エレクトロマイグレーション, 水素脆化, および固体材料におけるその他の輸送現象をモデル化するために, 新しい輸送 (固体) インターフェースが追加されました. このインターフェースにより, 1つまたは複数の化学種が関与する輸送の定常的および時間依存的な解析が可能になります. さらに, 拡散問題が応力によって引き起こされる場合, 輸送 (固体) インターフェースを固体力学インターフェースと組み合わせることができます.