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[2018年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 日本神户 (2018.10.22-2018.10.25)] 2018年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 声表面波器件有限元模拟中的分层级联方法

DOI：10.1109/ULTSYM.2018.8579863 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 有限元法（FEM）在声表面波器件仿真中的应用传统上受限于所需的大量自由度，这导致内存占用高、计算耗时长，并限制了仿真精度。本文综述了新近提出的分层级联方法，该方法能显著降低二维仿真的内存消耗和计算时间。在三维情况下，由于横截面自由度数量庞大，分层级联的优势有所减弱。作为该问题的部分解决方案，我们提出了一种迭代式分层级联方法，可有效减少自由度数量。文中给出了二维有限器件和三维周期阵列的仿真示例。
作者： Julius Koskela，Victor Plessky
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

回顾声表面波器件有限元模拟的分层级联方法，解决二维计算中的低效问题，并为三维模拟提出一种迭代变体。

研究成果

分层级联方法显著提高了声表面波器件二维有限元模拟的效率，在保持精度的同时降低了内存占用和计算时间。对于三维模拟，迭代变体提供了部分解决方案但仍需进一步优化。完美匹配层稳定性对某些材料仍是挑战，M-完美匹配层提供了变通方案。未来工作应聚焦于改进迭代算法并优化完美匹配层以实现更广泛应用。

研究不足

由于自由度较高，分层级联方法在三维情况下效率较低，需要较大的内存和计算时间。迭代变体可能会因自发波动而出现收敛问题。C-PML等PML技术对某些各向异性基底可能不稳定，而M-PML可能会引入反射。

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