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PCB 的模态有限元分析和材料各向异性的作用
摘要。印刷电路板 (PCB) 是环氧树脂浸渍和固化的反编织玻璃纤维 (例如 FR4) 板，层压在薄铜板之间。PCB 的性质本质上是各向异性和不均匀的，但之前的 PCB 模态 FEM 假设了各向同性、各向异性 (横向各向同性和正交各向异性) 材料特性，并显示出与特定场景的测试数据有良好的相关性 [1-3]。本文详细介绍了一项研究计划的一部分，旨在更好地理解如何准确模拟 PCB 的动态行为。分析了材料各向异性的影响的新研究，特别是材料正交平面定义 (𝐸 ௫ 和 𝐸 ௬ ) 对特征频率的影响。使用 Steinberg 完善的理论和其他人的经验数据 [4, 5] 创建、验证和确认了 JEDEC PCB 的模态 FEM。使用参数模态 FEM 检查了 𝐸 ௫ 、𝐸 ௬ 和 𝐸 ௭ 对 PCB 特征频率的相对贡献，分析了材料各向同性和各向异性的作用。还分析了典型 JEDEC PCB 的横向各向同性材料特性的影响。此分析详细说明了准确建模 PCB 特征频率所需的网格密度。结果表明，𝐸 ௭ 增加 100% 只会导致特征频率差异 0.2%，而 𝐸 ௬ 增加 100% 会导致特征频率差异 1.2%。正交各向异性平面定义（交替使用 𝐸 ௫ 和 𝐸 ௬ ）对 JEDEC PCB 的影响使特征频率发生了 7.95 % 的偏移。
通过虚拟化测试缩小仿真和模态测试之间的数据差距，以改进 FE 模型更新
该系统的一个主要应用是能够比较和更新有限元模型 (FEM)。为此，可以通过通用文件格式数据传输将所有测量点的完整光谱数据文件导出到实验模态分析程序，其中可以根据测量的传递函数计算模态参数（自然模态形状、特征频率和模态阻尼）。在这种情况下，使用了 TechPassion 的模态分析程序 VMAP。它提供 Polytec 二进制文件格式的本地导入，而无需事先转换为通用文件格式。可以在 [5, 6] 中找到类似的例子。可以将模态形状和特征频率与从模拟计算出的值进行比较，并且可以将模态阻尼添加到 FEM。现在可以将 FEM 调整到真实结构，并使用 VMAP FE 模型更新工具得出改进的模型。
利用虚拟化测试缩小仿真和模态测试之间的数据差距，以改进 FE 模型更新
8 MAC 分析 该系统的一个主要应用是能够比较和更新有限元模型 (FEM)。为此，可以通过通用文件格式数据传输将所有测量点的完整光谱数据文件导出到实验模态分析程序，在该程序中可以根据测量的传递函数计算出模态参数（固有模态形状、特征频率和模态阻尼）。在本例中，使用了 TechPassion 的模态分析程序 VMAP。它提供 Polytec 二进制文件格式的本地导入，而无需事先转换为通用文件格式。在 [5, 6] 中可以找到类似的示例。可以将模态形状和特征频率与从模拟计算出的值进行比较，并且可以将模态阻尼添加到 FEM。现在可以将 FEM 调整到真实结构，并可以使用 VMAP FE 模型更新工具得出改进的模型。
对物联网应用和微电器设备的压电能量收割机的设计
几年前电子设备的功率要求很高。但是，随着基于Internet的系统的技术发展，低功率的微电子设备的设计，WSN和IoT设备的设计变得必要。在这些系统中，大小和功率要求很低，在大多数情况下，电池的替代是具有挑战性的。对于这些微电子和物联网设备，丰富的能量收割机非常有用。在不同的丰富能源资源中，用压电悬臂束能量收割机收集振动能量。这项研究工作介绍了能量收割机（EH）的设计和分析，该功能收割机（EH）中包含一个单个压电悬臂梁，该悬挂式横梁捕获了悬架桥的振动能量。这种方法通过将压电能量收获构建为解决低功率设备面临的力量挑战的解决方案，将两件事联系在一起，从而使过渡变得更加自然和连接。设计中的主要挑战是将桥梁的共振频率与压电EH相匹配，该压电EH约为2.5Hz，以提取最大功率。为了克服Comsol多物理学中的特征频率分析。单光束压电EH的3D几何形状是在Comsol多物理固体作品中设计和分析的。在这项研究工作中，基于COMSOL多物理学中的第一个六种特征频率分析，单光束压电频率的几何参数与特征频率之间建立了关系。选择（0.98 m/s²）的力是因为它避免了与关键系统组件共鸣。对于有限元分析（FEA），通过在悬架桥中施加等于振动力（0.98m/ s2）的力来振动压电单光束收割机。收割机的输出的共振频率为2.5Hz。压电的输出为2.5Hz的800毫米伏特非常低。还将压电EH的输出结果与具有单分支结构的悬臂梁进行了比较。
PT对称双曲结构中电磁波的传播
在PT-对称周期性堆栈中电磁波的传播由介电介质分离，这些叠层由具有平衡损耗和增益的介电培养基分隔。确定了pt-对称半导体 - 电介电量堆栈的特征性分散性能的特征频率。考虑了层的损耗/增益水平和层厚度对带谱的演变的影响。在这里我们表明，有效的培养基方法无法充分描述PT-对称超晶体中的传播波。证明了PT-对称双曲系统中各向异性传递共振的存在和高度反射。检查了结构参数和入射角对散射基质的PT-对称性跃迁的影响。
在各种环境中的PMUT阵列的有效建模和模拟
摘要：本文介绍了一种数值降低阶建模（ROM）方法，用于对压电微机械超声传感器（PMUTS）的复杂多层阵列（PMUTS）。采用的数值建模技术是为了生成由大量传感器组成的一系列PMUT，可以大大降低计算成本而不会降低准确性。建模想法基于将壳元素应用于PMUT结构层，其3D-固定元素应用于压电层。介绍了一组特征频率和频域分析。提出并测试了228 pmuts的独特布置，并测试了其传输和接收声波的能力。估计了阵列的工作频带以及近乎近距离的不同PMUT之间的干扰和串扰水平。最后，进行了初步实验测试的结果，以分析8×8 PMUT阵列的声学能力。创建了相应的数值模型，并且获得的结果与实验数据匹配，从而验证了本工作中提出的建模技术。
海森堡-朗之万方程方法
利用海森堡-朗之万方程的解和相应的算子矩方程，讨论了确定开放量子系统刘维尔函数特征频率的等效方法。分析了一个简单的阻尼两级原子，以证明这两种方法的等效性。建议的方法用于揭示相应运动方程的动力学矩阵的结构和特征频率，以及它们对一般二次哈密顿量描述的相互作用玻色子模式的退化。明确讨论了两种模式的量子刘维尔例外点和恶魔点及其退化。观察到了量子混合恶魔例外点（继承、真实和诱导）和隐藏例外点，这些点在振幅谱中无法直接识别。通过海森堡-朗之万方程提出的方法为详细分析无限维开放量子系统中的量子例外点和恶魔点铺平了道路。
工程和生物力学中的实验力学
为研究玻璃珠增强热塑性塑料的弹性和粘弹性力学行为，用脉冲激励技术 (IET)、动态力学分析 (DMA) 和拉伸试验 (TT) 测试了两种复合材料。在 20 至 200°C 的温度范围内，以 1、2、5、10 和 20 Hz 的频率对纯聚酰胺 66 和聚对苯二甲酸丁二醇酯及其复合材料 (分别为 30/40 wt-% 和 20/30 wt-%) 进行了 3 点弯曲 DMA 测试。Williams、Landel 和 Ferry (WLF) 理论允许通过确定样品在室温下的特征频率，将频率相关的“破坏性” DMA 测量的弯曲模量与弯曲模式下的非破坏性 IET 测量进行比较。同样，将纵向模式下的 IET 模量与应变率为 1、10 和 100 %/min 的 TT 杨氏模量进行了比较。两种比较都提供了与标准偏差高度一致的模量。此外，还采用了立方体中的立方体模型方法来模拟界面粘附效应，并计算出不同测量技术的合理粘附系数 k adh。
超越纯相位差的量子探测
摘要 量子探测是利用简单量子系统与复杂环境相互作用来提取某些环境参数（例如环境温度或其光谱密度）的精确信息的技术。在这里，我们分析了单量子比特探测器在表征热平衡下的欧姆玻色子环境方面的性能。特别是，我们分析了调整探测器与环境之间的相互作用哈密顿量的影响，超越了传统的纯相位失调范式。在弱耦合和短时间范围内，我们以分析方式处理探测器的动力学，而在强耦合和长时间范围内则采用数值模拟。然后，我们评估量子 Fisher 信息以估计截止频率和环境温度。我们的结果提供了明确的证据，表明纯相位失调不是最佳的，除非我们将注意力集中在短时间内。特别是，我们发现了几种工作方式，其中横向相互作用的存在提高了最大可达到的精度，即增加了量子 Fisher 信息。我们还探讨了探针的初始状态和探针特征频率在确定估计精度中的作用，从而为设计优化检测以在量子水平上表征玻色子环境提供定量指导。
对听觉节律刺激的持续性皮质振荡反应的频率选择性
有人提出，皮质振荡通过神经同步机制在语音和音乐感知、注意力选择和工作记忆中发挥功能性作用。神经同步的一个常被忽视的特性是，它对持续振荡的调节作用比节奏刺激更持久。我们通过在被动感知范式中研究旋律刺激期间和之后皮质神经振荡来测试这种现象的存在。旋律由嵌入在 2.5 Hz 流中的 60 和 80 Hz 音调组成。通过对男性和女性的颅内和体表记录，我们发现，在响应音调时，整个皮质（远远超出了听觉区域）的高 c 波段都出现了持续的振荡活动。相比之下，在响应 2.5 Hz 流时，未观察到任何频带的持续活动。我们进一步表明，我们的数据可以通过阻尼谐振子模型很好地捕获，并且可以分为三类神经动力学，具有不同的阻尼特性和特征频率。该模型为人类皮层中听觉神经同步的频率选择性提供了机械和定量解释。