薄膜仿真
關注創建者：吃肉的小螞蚱 創建時間：2018-05-23
薄膜仿真的實例教程
基于FLUENT網格重生成算法的薄膜流固耦合仿真
薄膜變形一直都是ANSYS流固耦合分析的驗證算例，不論是雙向耦合還是單向耦合；是基于workbench還是system coupling模塊。其實，基于FLUENT自帶的網格重生成技術外加UDF函數控制，也能實現薄膜流固耦合仿真的全過程。
UDF函數片段
動網格變形
文件列表
在本案中由于是2D仿真，所以Y軸方向長度不需要考慮與編輯。設定X軸方向的區域極大值和極小值分別為-period/2和period/2的前提是幾何體的中心x坐標本身設置為0。這樣保證計算區域邊界分布在光柵兩邊。
6. 查看計算結果
本案中仿真求解300~1200nm波段的反射和吸收。仿真計算結束后會自動跳出結果作圖，可在窗口中查看反射率和吸收率。同樣可以將結果進行格式輸出，如圖片或txt等。
后續可根據光譜進行定向光柵結構優化。通常影響光柵減反射效果的因素有材料、光柵常數、薄膜厚度、光柵形貌等。
本案為用戶介紹了利用Rsoft軟件進行簡單的矩形光柵的反射率和吸收率的仿真計算。比起其他數值模擬軟件，Rsoft有著計算速度快，計算結果更加嚴格精確等特點。
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簡介：
（電鍍材料）在工程中被廣泛應用，但由于制得的薄膜涂層材料和基底材料在力學、熱學以及加工穩定性等方面的差異性，導致了涂層材料的失效機理成為了日益研究的重點方向。對于成型后的薄膜和基底材料，兩者之間的結合力和外力作用下表面涂層的脫落是評價薄膜質量的關鍵指標，是保證薄膜滿足機械、物理和化學等使用性能的基本前提。因此，薄膜材料界面結合性能的表征在實際應用中具有非常重要的意義。
由于影響劃痕實驗結果的參數有很多，就其本質的因素來說，不同的材料體系對結果有著很大的影響，因此對材料的本構關系進行研究是必要的。通過研究發現，可把各種不同的材料組合歸結為以下四種：彈性薄膜/彈性基底，彈性薄膜/韌性基底，韌性薄膜/彈性基底和韌性薄膜/韌性基底。通過選取適當的參數，分別建立了以上四種體系的有限元模型，并對劃痕模型進行了分析，如下使用的是彈性薄膜/彈性基底。
仿真：
通過建立變切深刻劃銀膜有限元模型，對薄膜受到外物的劃檫時產生的應力應變情況以及失效行為進行分析，為了減少網格數量，加快計算速度，模型只建立對稱的一半。其中圓錐壓頭錐尖半徑為50微米，銀膜尺寸為1.5×0.6×0.03（mm），基底尺寸為1.5×0.6×0.1（mm）。對于材料屬性方面，由于銀材料塑性模型尚未獲得，因此使用其他接近材料進行替代。為了實現變切深刻劃目的，將銀膜和基底材料進行傾斜0.6°處理，控制圓錐壓頭水平運動實現劃痕深度的逐漸穩定增加。分析步中使用動態顯示分析，在歷史輸出中進行位移和壓頭受力輸出。對于壓頭和銀膜之間的接觸，本例中使用的是通用接觸，防止壓頭劃穿銀膜對基底產生破壞，也可以使用面面接觸設置，同時把壓頭設置成剛體并設置參考點對于 銀膜和基底之間的關系使用綁定命令連接在一起。接觸屬性中對底面進行固定，對稱面中邊界條件設置對稱約束，壓頭運動以速度形式進行加載。
展開 薄膜體聲波諧振器(FBAR)壓電耦合仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一薄膜體聲波諧振器(FBAR)模型，一個硅襯底上挖一個空腔，然后在其上增加隔離層、下電極壓電層和上電極層，結構如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/c13a34fa2c6945ebbbe32c149f037a96.png" alt="Untitled1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>幾何模型</strong></p><p>仿真得到結構隨頻率響應的電勢和振幅分布，如下圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/231c13a322424161b8a1b82b2531f400.png" alt="Untitled21.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>頻率為 3GHz</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/03fad0bb7730490c907b7b846d5682e0.png" alt="Untitled22.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>頻率為3.2 GHz</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/bff03f49559f43818102007de80fedc6.png" alt="Untitled23.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>頻率為3.4 GHz</strong></p><p><img src="https
展開 本案例展示的是一個一維模型的薄膜太陽能電池示例。它包括一個附加銀層和透明邊界條件的兩個設置，而不是完美的電導體邊界條件進行比較。腳本data_analysis / run_comparison_1D.M對這兩種設置執行波長掃描，并將結果可視化，就像薄膜太陽能電池的例子一樣。此外，它在下圖底部所示的半對數圖中顯示了兩種設置的節能誤差。
一維系統的幾何定義和網格劃分
雖然光源、材料和項目設置與2D模型非常相似，但幾何定義和網格參數的layout.jcm(布局文件)略有不同
與2D和3D幾何定義相比，在1D設置中使用關鍵字Layout1D而不是Layout。上面所示的文件使用了完美的電導體邊界條件，通過為邊界類權分配一個域邊界。關于透明邊界設置和Layout1D的更多信息可以在參數參考中找到。
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本案例展示的是一個一維模型的薄膜太陽能電池示例。它包括一個附加銀層和透明邊界條件的兩個設置，而不是完美的電導體邊界條件進行比較。腳本data_analysis / run_comparison_1D.M對這兩種設置執行波長掃描，并將結果可視化，就像薄膜太陽能電池的例子一樣。此外，它在下圖底部所示的半對數圖中顯示了兩種設置的節能誤差。
一維系統的幾何定義和網格劃分
雖然光源、材料和項目設置與
在本文中，我們展示了如何使用我們的有限元集成開發環境（IDE）來仿真鈮酸鋰薄膜光波導中的電光調制。本工作中進行的模擬包括兩個主要階段：電學和光學。下面是所模擬的調制器的示意圖。
步驟1：電學仿真
在步驟1中，我們使用CHARGE求解器來仿真施加電壓偏置后鈮酸鋰（LN）脊波導中的電場分布。通過金電極以地-信號-地的配置施加電壓偏置。
上期文章我們介紹了基于振動測試結果反推結構載荷，點擊可查看《Actran聲源識別方法連載（一）：結構載荷識別》。這一期，我們將介紹第二種聲源識別方法：基于噪聲測試的薄膜模態表面振動識別方法。通過實際工作狀態下的聲音測量數據結合聲源結構表面的空氣薄膜模態，反推出各階薄膜模態的參與因子，從而了解聲源表面的真實振動情況。
圖 1 基于噪聲測試的表面振動識別（空氣薄膜模態方法）
其中MOS型結構中加電壓前后載流子濃度變化引起的折射率變化如下公式:
在本文的例子中，我們先通過Lumerical Charge軟件仿真結構的電學特性，外加電壓為正負5V，仿真ITO薄膜的載流子濃度隨外加電壓0V、5V、-5V載流子濃度的變化，由于載流子濃度的變化會導致薄膜等離子頻率的變化，因此會導致光譜的變化，所以把電學數據通過
研究背景：
隨著社會的進步和制造業不斷發展，各種類型的噪聲對周邊的人類生活帶來不可逆轉的破壞。尤其是低頻噪聲（聲波頻率低于 1000Hz），據有關低頻噪聲煩惱度研究表明，人類長期生活在低頻聲波環境周圍受噪聲干擾，會造成惡心、耳鳴、視覺模糊等諸多身體不良反應。但是目前對低頻噪聲尚不能有效控制。
研究內容：
基于目前學者所設計的超材料結構設計了一種薄膜型聲學超材料的單元模型，支撐框架
<p>本案例建立了一薄膜體聲波諧振器(FBAR)模型，一個硅襯底上挖一個空腔，然后在其上增加隔離層、下電極壓電層和上電極層，結構如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/c13a34fa2c6945ebbbe32c149f037a96.png" alt="Untitled1.png"></p><p class="ql-align-center
本案利用Rsoft軟件介紹光柵薄膜的建模與仿真。
1. 新建仿真模塊
Simulation tool選擇DiffractionMOD，即衍射模塊求解工具。由于目標模型是周期性光柵結構，一次仿真Dimension選擇2D。
2. 添加模型結構幾何體
點擊segment后在需要建立的位置畫出該幾何體的大致樣子，主要是確定幾何體的兩個端位置。
1.avi
簡介：
（電鍍材料）在工程中被廣泛應用，但由于制得的薄膜涂層材料和基底材料在力學、熱學以及加工穩定性等方面的差異性，導致了涂層材料的失效機理成為了日益研究的重點方向。對于成型后的薄膜和基底材料，兩者之間的結合力和外力作用下表面涂層的脫落是評價薄膜質量的關鍵指標，是保證薄膜滿足機械、物理和化學等使用性能的基本前提。因此，薄膜材料界面結合性能的表征在實際應用中具有非常重要的意義。
基于Fluent重生成算法的懸臂梁振動的雙向流固耦合仿真分析
流體介質中懸臂梁的振動是很多流固耦合問題的抽象模型，類似于ANSYS流固耦合驗證算例，FLUENT動網格案例之十五：基于FLUENT網格重生成算法的薄膜流固耦合仿真，本算例將懸臂梁振動方向垂直于流體流動方向，不同于前面算例，流動方向平行于振動方向。更特殊的是，本算例中懸臂梁的振動是由流體力驅動的，也就是所謂的雙向流固耦合分析。
基于FLUENT網格重生成算法的薄膜流固耦合仿真
薄膜變形一直都是ANSYS流固耦合分析的驗證算例，不論是雙向耦合還是單向耦合；是基于workbench還是system coupling模塊。其實，基于FLUENT自帶的網格重生成技術外加UDF函數控制，也能實現薄膜流固耦合仿真的全過程。
UDF函數片段
動網格變形
文件列表
