MEMS 软件 - 微机电系统仿真模拟

结构灵活开放

COMSOL 的设计特别强调物理场，在每个物理场接口中预设要求解的方程，并完全允许您访问底层方程组。此外，用户定义方程和表达式也可以非常灵活地添加到系统中。例如，为了模拟弹性随温度变化的结构，只需以温度函数的形式输入弹性常量，而无需编写脚本或代码。COMSOL 在编译这些方程时，用户定义表达式中描述的复杂耦合将自动包含在方程组中。然后，这些方程使用有限元方法和一系列工业级解决方案。解决方案后，可以使用大量的后处理工具来验证数据，并生成预定义绘图来显示设备响应。COMSOL 使用户能够灵活地评估一系列广泛使用的物理量，包括温度、电场或应力张（通过简单的菜单获得）和任何用户定义表达式。

流固耦合(FSI)和薄膜阻尼

MEMS 流体器件或微流器件代表 MEMS 是一个日益重要的领域。COMSOL 为这些应用程序提供了单独的微流模块，但 MEMS 模块还包含模拟 的重要微流功能MEMS 结构与流体的相互作用。流固耦合 (FSI) 多物理场接口将流体流动与固体力学相结合，以了解流体与固体结构之间的相互作用。固体力学和层流用户接口分别模拟固体和流体。FSI 耦合发生在流体和固体之间的边界上，包括流体压力和粘度力，以及从固体到流体的动量传递-双向 FSI。用于 FSI 的方法叫任意拉格朗日-欧拉法 (ALE)。

来自 FSI 对 的阻尼力MEMS 设备通常非常重要，因此经常需要真空包装。MEMS 模块有一个特殊的薄膜阻尼物理接口，通过解雷诺方程来确定相邻表面的流体速度和压力。这些接口可用于模拟挤压油膜和滑膜阻尼（可考虑薄效应）。薄膜阻尼可以模拟三维结构的任何表面，并可以直接与三维实体耦合。

压阻传感器

压敏电阻效应是指材料的电导率在外部载荷作用下发生变化的现象。小型压电阻能轻松与标准半导体工艺集成，传感器线性响应合理，使该技术在压力传感器行业尤为重要。压敏电阻传感器的模拟，MEMS 模块为描述固体或薄壳中的压敏电阻提供了几个特殊的物理接口。MEMS薄壳压敏电阻物理接口可用于 模块与结构力学模块的组合。

固体力学

用于应力分析和广义线性和非线性固体力学位移的固体力学物理界面。MEMS 模块只包括线性弹性和线性粘弹性材料模型，但您可以使用非线性结构材料模块来补充其他非线性材料模型。您可以使用热膨胀、阻尼、初始应力和应变等功能来扩展材料模型应用程序。此外，还可以选择多个初始应变源，包括来自多个物理源的任何非弹性应变。该模块中的弹性材料类型包括各向同性、正交异性和完全各向异性。

热弹性

热弹性物理场接口用于模拟线性热弹性材料。它可以解决结构的位移和温度偏差，以及热弹性耦合产生的传热。热弹性模拟高质量因子 MEMS 谐振器非常重要。