超级高性能(I.H.P.)SAW器件因具有优异的品质因数(Q)值及温度稳定性而备受关注。为用于宽带滤波器的研发，对双层结构(Cu电极/Y旋转5°切LiNbO3压电层/SiO2功能层/Si衬底）的I.H.P. SAW基底结构设计进行了研究。考虑质量加载效应，结合电极与压电层界面上的应力与自由电荷分布特点，采用精确的有限元/边界元法(FEM/BEM）理论进行研究。利用多层结构的连续性边界条件，计算多层复合格林函数以及谐振器导纳值，寻求谐振点与反谐振点之间最大频率差以优化基底结构尺寸。计算结果表明，对金属化比为0.5，结构周期(λ/2）为2 μm的器件，当功能层、压电层、电极层厚分别为0.15λ、0.2λ、0.037 5λ时，谐振频率点为880 MHz，反谐振点为1 018 MHz，由此可获得138 MHz的最大频率差。此结论为应用于宽带滤波器的I.H.P. SAW器件的设计提供了指导。

1-3型压电复合材料具有高机电耦合系数和低声阻抗, 适用于制作水声和医疗超声换能器, 但是1-3型压电复合材料的横向振动模会降低换能器的性能, 限制换能器的小型化和高频化。该文设计了一组具有矩形压电陶瓷柱的1-3型压电复合材料, 复合材料的厚度为0.32 mm, 陶瓷柱宽度为0.08 mm, 长度为0.10~0.25 mm, 刀缝宽度为0.05 mm。利用有限元软件PZFlex进行了建模计算, 仿真结果表明, 复合材料的厚度谐振频率和反谐振频率分别为4.5 MHz、6 MHz, 随着陶瓷柱长度的增大, 横向谐振频率逐渐向低频处移动, 当陶瓷柱长度和高度比值大于0.69时, 横向谐振和厚度谐振发生模式耦合。该文基于复合材料设计了换能器, 利用PiezoCAD软件计算得到换能器的中心频率为4.7 MHz。

匹配层材料及结构对于提高阵列式换能器的带宽、灵敏度及轴向分辨率有重要作用。为了探究不同匹配层材料对阵列式换能器性能的影响，该文通过有限元法模拟了包括高分子材料、0-3复合材料及镁合金等多种匹配层材料的阵列式换能器，综合比较了各自的频域特性及时域特性。仿真结果表明，使用AZ31B镁合金作为第一匹配层、Epo-Tek 301环氧树脂作为第二匹配层的阵列式换能器模型具有最佳的综合性能，从而为高性能阵列式压电超声换能器的开发、研究提供了新的匹配层设计参考方案。

该文介绍了一种用于Band3频段接收端的声表面波滤波器的研制过程。为满足滤波器的大宽带性能及阻带低端的高选择性要求，采用七阶叉指换能器混合结构的耦合模式模型进行自动优化设计和多次优化迭代，并利用有限元法/边界元法(FEM/BEM)软件进行精确的声学验证，最后通过实验验证了仿真结果的有效性。

利用离子注入剥离法(CIS)制备的铌酸锂(LN)压电薄膜可用于制备体声波(BAW)器件，近年来备受关注。滤波器的指标与谐振器的性能密切相关，但基于LN单晶薄膜的BAW谐振器，对其结构的仿真优化还未有较深入的报道。该文以LN单晶薄膜为核心压电层材料，构建了固态反射型(SMR)单晶薄膜谐振器有限元仿真模型，对其压电层厚度和布喇格反射层厚度进行了设计，并重点针对谐振器上电极的台阶结构进行了二维模型仿真，为高频LN BAW滤波器的制备提供了理论依据。

Nanoparticles succeeded to enhance the dielectric properties of industrial insulation but the presence of voids inside the power cable insulation still leads to formation high electrical stress inside power cable insulation material and collapse. In this paper, the dielectric strength of new design nanocomposites has been deduced as experimental work done to clarify the benefit of filling nanoparticles with different patterns inside dielectrics. Also, it has been studied the effect of electrical stress distribution in presence of air, water and copper impurities with different shapes (cylinder, sphere and ellipse) inside insulation of single core. In simulation model, it has been used finite element method (FEM) for estimating the electrostatic field distribution in power cable insulation. It has been applied new strategies of nanotechnology techniques for designing innovative polyvinyl chloride insula-tion materials by using nanocomposites and multi-nanocomposites. Finally, this research succeeded to remedy different partial discharges (PD) patterns according to using certain types and concentrations of nanoparticles.

面内模态压电振子是压电驱动的一个重要分支, 小型的面内模态压电振子研究较少。为了拓宽面内弯曲压电振子的应用, 提出了一种短筒型压电振子, 可用于挠性驱动。利用ANSYS有限元软件确立了压电振子的结构尺寸、工作模态及固有频率。振子外径30 mm, 高度12 mm, 且外圈均布36个2 mm高的齿形结构, 用于放大振幅。结果表明, 该结构能够很好地激发出两同频正交三阶面内弯曲工作模态。实验测得振子在B03工作模态下具有同频正交性且谐振频率为27 140 Hz, 与仿真结果吻合。通过实验验证了压电振子用于挠性驱动的可行性。

高反镜通常用于激光陀螺、高能激光系统等**领域，在加工过程中不可避免地引入表面疵病，会破坏高反射膜系甚至基底，严重影响其性能。目前高反射镜表面较为复杂的疵病依然是研究的重点。针对疵病的光散射特性，结合有限元（FEM)对截面为三角形的连续重复型划痕疵病建立电磁仿真模型，研究高斯光束入射时不同尺寸疵病的积分散射光强变化和不同位置处探测空间散射分布的区别，得到疵病散射光强曲线，能够反映出疵病尺寸变化与积分散射分布的关系以及空间散射最佳探测位置。研究结果对高反射镜表面疵病无损探测方法的研究具有一定的理论指导价值。

Mini-LED背光模组具有精准的局域控光能力且可实现超薄HDR显示, 目前其已成为显示行业研究热点之一。针对Mini-LED在点灯过程中发生的灭灯现象, 从灯板制作工艺入手, 探讨了灭灯现象发生的机理。并基于有限元模拟方法, 结合灯板制作工艺、灯板结构等实际情况合理建立了Mini-LED模组仿真模型, 模型仿真温度值与实测值对比误差在5%以内。将灯板在高温试验条件下极限状态温度场导入力学仿真模块进行力学模拟, 获得极限状态下的热应力值大小及分布, 并进一步推算出芯片所受最大推力值。将芯片所受推力值模拟结果与实测结果进行对比后, 发现模拟结果位于实测结果的上下四分位数之间, 且大于实测结果平均值, 符合实际情况。基于模拟结果, 改善了芯片锡膏, 在芯片最大推力提高15%的情况下, 实测芯片推力值的下四分位数值大于模拟值, 且Mini-LED灭灯的发生概率从1.13×10-4降低到了1×10-5以下, 改善效果明显。