圧電分散曲線解析

圧電解析で、分散曲線を求める解析です。

仕組み

横軸波数、縦軸周波数のグラフで、アドミタンスの最大値を結んで分散曲線を描くという仕組みになります。

圧電調和解析でアドミタンスの周波数特性が求めることができます。波数のスイープは直接できないので、波数に対応する周期境界の位相差を入力して解析します。パラメトリック解析の仕組みを使って、波数（実際の入力は位相差[deg]）をスイープし、調和解析の仕組みで周波数をスイープしてアドミタンスを求めてグラフを作成します。

圧電分散曲線の準備

アドミタンスが計算できるようなモデルが必要ですので、電圧を印可する境界条件が必要です。

さらに、波数をスイープする為、周期境界条件が必要です。Femtetでは波数を直接入力できないので、波数に対応する変数 kre, kim をスイープさせて、そこから位相差を求めて、解析に使用します。ここで[kre]、[kim]という名前の変数は必須で、[kre]は波数の実部、[kim]は波数の虚部に対応します。

波数を位相差に変換するため、その計算式を周期境界条件ダイアログに入力する必要があります。圧電解析例題３９　分散曲線（圧電）をご確認ください。

実行

モデルタブ、解析実行、圧電分散曲線解析を実行すると、図１の圧電分散曲線解析ダイアログが現れます。解析実行ボタンを押すと、解析が始まります。周波数のスイープと、パラメトリック解析のスイープが行われますので、時間がかかります。

分散曲線解析の時間 = (調和解析の周波数スイープにかかる時間) ×　(指定した波数ステップの数）

結果

圧電分散曲線解析の「グラフ」ボタンを押すと、図２のグラフが表示されます。

横軸の正の領域は波数実部、負の領域は波数虚部に対応します。

グラフ下部の「最小値」、「最大値」の入力は、カラースケールの幅を変更するのに使えます。

このグラフは　タイトルから log|Y|　をプロットしていて、値の大きい方が赤なので、赤のラインが分散曲線に対応します。青のラインは、反共振の結んだ曲線になります。

このグラフは、アドミタンスの周波数特性データ(s1pファイル）を元に書いています。計算した各波数に対応するs1pファイルが結果フォルダにあります。

　図１　圧電分散曲線解析ダイアログ

　図２　圧電分散曲線

波数の正の領域は実部、波数の負の領域は虚部に対応します。