詠業科技近年來透過了COMSOL軟體，建置了壓電元件與壓電模組的模擬技術，模擬技術主要是採用有限元素分析法的原理來進行分析模擬。有限元素法(Finite Element Method, FEM)是一種用於求解微分方程組或積分方程組來創造代數方程式的系統方法，因而能求解多種複雜的幾何形狀或邊界條件，透過網格劃分、研究優化和後處理、擬真、模組化等相關功能，能夠有效的解釋多重耦合或多物理現象。多物理場耦合分析可模擬光學、結構、流體、熱力、化學、聲學等等，應用的領域如工程、建築、航太、半導體、醫學…等等。

在模擬過程中，首先第一步驟會進行2D/3D建模以及積分參數公式的定義，第二步驟為設定各部件的材料參數，如密度、楊氏模量、普松比、熱傳導率等等，接著第三步驟進行網格劃分，網格分析即為把模型結構分割成許多小的單元，在3D模型中一般使用四面體網格來做分割，當模型分割成許多小網格後，端點存在著各個網格點，這些網格點也稱作節點，而有限元素法即是用以計算每個節點的值，最後第四步驟為設定所需要求解的表示式，如頻域、穩態、時間相依、線性挫曲…等等，即完成模擬程序。

透過上述模擬程序分析後，可以得到壓電元件或壓電模組的共振頻率、共振模態、應力分析、震幅分析…等數據，根據分析的結果來判斷是否再進行優化調整，例如 : 幾何形狀、材料、機構…等條件之修改來進行優化分析。

模擬技術具備以下等優點 :

• 可預測在不同條件狀態下的產品效能
• 設計參數可依據模擬結果調整，快速便捷
• 減少重複的試誤實驗過程，縮短產品研發時間，大幅降低材料、人力、時間成本
• 軟體可自動執行最佳化設計分析，最大化產品效能
• 除了新產品開發外，也可針對既有產品進行優化

以下是以螺栓鎖固型藍杰文震盪子(Bolt Clamped Langevin Transducer)為例，說明模擬分析的過程與分析結果 :

• 圖一為3D模型建立
• 圖二為設定各部件的材料參數後建立網格
• 圖三為模擬結果中之模態分析，模態為Z軸震動模態
• 圖四為模擬結果中之應力分析，可分析螺栓鎖固型藍杰文震盪子構造中的應力分佈
• 圖五為模擬結果中之頻域分析，分析結果螺栓鎖固型藍杰文震盪子的共振頻率在 36 kHz
• 圖六為模擬結果中之震動位移量分析，分析結果在36 kHz / 10Vpp的驅動電壓下，螺栓鎖固型藍杰文震盪子的位移量為2.78μm

請參考下方之圖示 :