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例題２７圧力駆動の過渡解析

本例題について

本例題では過渡解析の事例を紹介します。
Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。
表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。
過渡解析は特別オプション機能です。ただし、共振モードを利用した過渡解析は、特別オプション不要です。

解析空間

項目	条件
解析空間	2次元
モデル単位	mm

解析条件

項目	条件
ソルバ	圧電解析[Rayleigh]
解析の種類	過渡解析
共振モード利用の過渡解析（モデル①）	チェック無し
共振モード利用の過渡解析（モデル②）	チェックあり

過渡解析では、過渡解析タブの設定が必要です。

また、モデル②、”共振モードを利用した過渡解析”、を行う場合は共振解析タブ設定が必要になります。

共振解析タブにおいてモード数、周波数の近似値を以下のように設定しています。

タブ設定	設定項目	条件
共振解析（モデル②のみで必要）	モード数	3
共振解析（モデル②のみで必要）	周波数の近似値	0[Hz]
過渡解析	時間ステップ	指定をチェック 5×10-6[Sec](*)
	出力間隔	1
	ステップ数	100
メッシュ	メッシュ設定/要素の種類	４角形を選択（**）

(*) 時間ステップは周波数最低の共振周波数（8[KHｚ]）の周期が1.25e-4[s]なので、それを基準に考えます。　時間ステップは（周期/10）が目安であるが、安全を見て、すこし細かく（周期/25）にしました。（**）２次元解析のメッシュは三角形が標準ですが、ここでは4角形メッシュを使えることを示す為、あえて４角形を選択しました。

モデル図

ボディ属性および材料の設定

ボディ No./ボディタイプ	ボディ属性名	材料名
0/Face	METAL	001_Al※
1/Face	PIEZO	000_P-4※

※材料データベースを利用

境界条件

印加する圧力の時間依存性を重み関数を用いて定義しています。

境界条件名/トポロジ	タブ	境界条件の種類	条件
P/Edge	機械	圧力	2[Pa] [時間依存]にチェック [重み関数]入力は下図参照
P/Edge	電気	電気壁	磁気壁
V0/Edge	機械	拘束なし
V0/Edge	電気	電気壁	電位指定：電位 0[V]
FLOAT/Edge	機械	拘束なし
FLOAT/Edge	電気	電気壁	浮き電極
FIX/Edge	機械	変位	UX=UY=UZ=0.0
FIX/Edge	電気	磁気壁