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一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法

文檔序號(hào):40459685發(fā)布日期:2024-12-27 09:24閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,步驟s1中,微機(jī)電系統(tǒng)中微結(jié)構(gòu)材料的各向異性彈性常數(shù)包括:彈性模量在不同方向上的取值、密度、泊松比。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,步驟s1中,對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格離散劃分得到若干個(gè)凸子區(qū)域,所劃分凸子區(qū)域的特征在于將計(jì)算域劃分為非重疊凸子計(jì)算域,確保邊界上兩個(gè)相鄰子區(qū)域ω(α)和ω(β)的位移和應(yīng)力的相容性,施加邊界連續(xù)性條件,保證構(gòu)造波函數(shù)的收斂:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,步驟s2中,每個(gè)凸子區(qū)域中,用下列四組基函數(shù)展開(kāi)近似地表示域變量,這四組基函數(shù)由上標(biāo)a,b,c和d表示:

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,步驟s2中,波函數(shù)為三角函數(shù)度量函數(shù)和預(yù)設(shè)未知函數(shù)的乘積,如下四類形式:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,步驟s2中,利用加權(quán)殘差公式進(jìn)行解的參數(shù)估計(jì)得到每一刻的波場(chǎng)值,如下式:

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,步驟s3中,根據(jù)向量場(chǎng)值確定每個(gè)網(wǎng)格的計(jì)算區(qū)域,進(jìn)行分區(qū)并對(duì)分區(qū)邊界數(shù)據(jù)進(jìn)行積分計(jì)算,具體如下:

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,各向異性彈性波數(shù)值模擬系統(tǒng)中波函數(shù)的表達(dá)特征使用過(guò)程中包括對(duì)無(wú)窮項(xiàng)的基函數(shù)做截?cái)啵谟?jì)算區(qū)域內(nèi)模擬彈性波時(shí),波函數(shù)截?cái)囗?xiàng)數(shù)k由以下公式計(jì)算得到,

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,在長(zhǎng)方形區(qū)域上的仿真系統(tǒng)代入彈性系統(tǒng)方程進(jìn)行計(jì)算,得到每一時(shí)刻彈性應(yīng)力結(jié)果與向量場(chǎng)值。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,其特征在于,步驟s4中,優(yōu)化算法包括遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法中的一種。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于波函數(shù)的各向異性彈性波的微機(jī)電系統(tǒng)性能優(yōu)化方法,包括:建立微機(jī)電系統(tǒng)中微結(jié)構(gòu)和薄膜材料的各向異性彈性波微分系統(tǒng)模型,對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格離散劃分得到多個(gè)凸子區(qū)域;以波函數(shù)形式構(gòu)造局部解,并應(yīng)用加權(quán)殘差公式進(jìn)行解參數(shù)估計(jì);得到彈性模量近似解并完成數(shù)值仿真模擬;最后,基于數(shù)值模擬結(jié)果,采用優(yōu)化算法使系統(tǒng)性能參數(shù)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。本發(fā)明基于半解析計(jì)算,編程簡(jiǎn)單,參數(shù)化建模靈活,計(jì)算效率高,相較于傳統(tǒng)的有限差分方法,具有更高的精度和穩(wěn)定性。本發(fā)明關(guān)鍵在于精準(zhǔn)的向量場(chǎng)離散化與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)優(yōu)化,能迅速應(yīng)對(duì)多頻模量計(jì)算,其研究結(jié)果可為器件設(shè)計(jì)與性能提升等實(shí)際問(wèn)題提供參考。

技術(shù)研發(fā)人員:宋金晨,馬楠,侯蘇校,李嘉欣,余躍,孫林林,施佳佳
受保護(hù)的技術(shù)使用者:南通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/26
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