matlab touchstone,MEMS 软件

灵活开放的架构

COMSOL 的设计特别强调物理场，在每个物理场接口中预设了要求解的方程，并完全允许您访问底层方程组。此外，还可以非常灵活地向系统中添加用户定义方程和表达式。例如，对于弹性随温度变化的的结构，要对其中的焦耳热进行模拟，则只需以温度函数的形式输入弹性常量——无需编写脚本或代码。当 COMSOL 编译这些方程时，这些用户定义表达式所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求解器进行求解。获得解之后，可以使用大量的后处理工具来查证数据，并生成预定义绘图来显示器件响应。COMSOL 使用户可以灵活地评估一系列广泛应用的物理量，包括温度、电场或应力张量等预定义量(可通过简易菜单获得)，以及任意的用户定义表达式。

流固耦合(FSI)和薄膜阻尼

MEMS 流体器件或微流器件代表着 MEMS 一个日益重要的领域。COMSOL 提供了一个单独的微流模块来专门处理这些应用，但 MEMS 模块也包含了重要的微流功能来仿真 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进行组合，用以了解流体和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，可以同时包含流体压力和粘性力，以及从固体到流体的动量传递——双向 FSI。用于 FSI 的方法称为任意拉格朗日-欧拉法 (ALE)。

来自 FSI 的阻尼力对于 MEMS 器件通常非常重要，导致经常需要真空环境进行包装。MEMS 模块具有专用的薄膜阻尼物理接口，它通过求解雷诺方程来确定流体速度和压力，以及相邻表面上的力。这些接口可以用于在各种压力情况下模拟挤压油膜和滑膜阻尼(可以考虑稀薄效应)。薄膜阻尼可在三维结构的任意表面上模拟，并且可以直接耦合到三维实体。

压阻式传感器

压敏电阻效应指的是，受外界载荷作用，材料的电导率发生变化的现象。小型压电电阻器可以方便地与标准半导体工艺集成，以及传感器合理的线性响应，都使这项技术在压力传感器行业中变得特别重要。对于压敏电阻传感器模拟，MEMS 模块提供了几个专用的物理接口，用于描述固体或薄壳中的压敏电阻。将 MEMS 模块与结构力学模块组合时，则可以使用薄壳压敏电阻物理接口。

固体力学

固体力学物理接口用于应力分析，以及广义线性和非线性固体力学的位移求解。MEMS 模块仅包含了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它非线性材料模型。您可以使用热膨胀、阻尼和初始应力与应变等功能扩展材料模型应用。此外，还可以选择多个初始应变源，使得可以包含来自多个物理源的任意非弹性应变作用。该模块中的弹性材料类型包括各向同性、正交各向异性和完全各向异性等。

热弹性

热弹性物理场接口用于模拟线性热弹性材料。它可以求解结构的位移和温度偏差，以及由热弹性耦合产生的传热。热弹性在模拟高品质因子 MEMS 谐振器中非常重要。