Để tính toán chính xác thiết kế đã đặt ra, tôi đã sử dụng phần mềm COMSOL Multiphysics 4.2 để mô phỏng, dƣới đây tôi xin trình bày bƣớc mô phỏng thí nhiệm:
29
MODEL WIZARD
Trong mục Model Builder tạo mới Model:
1 Trong phần Select space dimension, Chọn mục3Dvà ấn next.
2Tiếp đến chọn Piezoelectric Devices (pzd) trong mục Add physics:
Hình 3.6.Thiết lập Model wizard.
3Trong phần Select Study Type, chọn Time Dependent, sau đó ấn Finish: COMSOL lúc này sẽ mở ra trƣờng Piezoelectric Devices (pzd) để chúng ta mô phỏng, để thiết lập mô phỏng.
GLOBAL DEFINITIONS Variables 1
1 Trong global definitions, tạo mới Variables.
2 Trong phần settings của Variable 1, thêm mới giá trị nhƣ sau:
Name Expression Unit Description
30
Waveform 1 (wv1)
1 Trong global definitions, tạo mới Waveform.
2 Trong phần settings của waveform, thêm mới giá trị nhƣ sau: Function name: wv1.
Type: sine
Angular frequency: 143e6*2*pi Phase: 0
Amplitude: 1
3Sau cùng ấn F8 để hoàn thành quá trình.
Quá trình này là quá trình nhập số liệu. Sau khi vẽ và tính toán, ta thu đƣợc kết quả của hai trƣờng hợp khi khe hẹp chứ không khí và khi khe hẹp chứa chất lỏng.
31
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Kết quả thu đƣợc từ việc mô phỏng thiết bị đo giọt chất lỏng sử dụng FPW xác định đƣợc các tính toán trong cơ sở lý thuyết. Vật liệu đƣợc mô phỏng ở đây sử dụng đơn tinh thể Nhôm nitride (AlN) đã làm giảm thiểu đƣợc phản xạ âm từ phía dƣới vào cấu trúc bề mặt, giúp giảm nhiễu và làm kết quả có độ tin cậy cao. Kế đó là việc sử dụng vật liệu Silicon làm đế, việc này tránh sóng FPW gây ảnh hƣởng tới dòng chảy trong kênh truyền.
Thời gian trễ và độ dịch chuyển đƣợc mô phỏng và đƣợc đƣa vào MATLAB tính toán để đánh giá đƣợc các đặc tính sóng dọc theo ba hƣớng x, y, z của thiết bị FPW. Các mô hình phân tích và kỹ thuật xử lý số đƣợc sử dụng trong mô phỏng nhằm tìm ra các dịch chuyển cơ học và thay đổi của thành phần điện, các thành phần này giao động trong khoảng từ MHz tới GHz.
Nếu ta bỏ qua nhiễu sinh ra khi sóng truyền từ IDT truyền sang IDT nhận qua khe hẹp chứa giọt, ta có thể sử dụng kết quả này để tham khảo trong các trƣờng hợp thực tế.