CN115563840B - 减小单元矩阵的级联误差的仿真方法、系统及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于压电材料力电耦合技术领域，提供了一种减小单元矩阵的级联误差的仿真方法、系统及相关设备，所述仿真方法包括：获取声表面波器件的几何结构，并根据几何结构划分为多个基础结构；使用有限单元法对基础结构进行网格划分，得到仿真单元矩阵，并使用Schur补运算消去仿真单元矩阵的内部自由度，得到仿真补运算单元矩阵；将不同的基础结构得到的仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵，并计算仿真整体矩阵在预设仿真频率下的频点频率响应，得到声表面波器件的仿真频率响应曲线。本发明通过Schur补运算消去原本的九结点拉格朗日单元的自由度，避免八节点巧凑边点元替换所产生的节点丢失问题，实现了无精度损失的仿真计算。

Description

减小单元矩阵的级联误差的仿真方法、系统及相关设备
技术领域
本发明属于压电材料力电耦合技术领域，尤其涉及一种减小单元矩阵的级联误差的仿真方法、系统及相关设备。
背景技术
随着智能手机的发展，声表面波器件的需求量越来越大。
通过数值仿真对声表面波器件进行设计是较为主流的设计方法，其中有限单元法凭借其物理图像清晰、计算精度高成为了一种重要的仿真方法，有限单元法（ISBN：7-80159-853-9，2015）在20世纪50年代被提出，是一种将复杂结构计算问题转化为简单单元的分析和集合问题的数学计算方法。但是有限单元法在计算过程中也存在计算资源消耗庞大、计算时间漫长等诸多性能问题，在此基础上，GPU计算、层次级联技术等加速方法都被陆续提出以解决有限单元法的性能问题。
其中，层次级联技术通过Schur补（舒尔补）运算消除内部自由度的操作大幅降低了对计算资源的需求，使得声表面波器件的全尺寸仿真变为可能，但相较COM算法等唯象模型，层次级联技术的计算效率仍有较大的劣势。因此，研究者经常在使用层次级联技术进行仿真时往往采用八节点巧凑边点元替代九节点拉格朗日单元进行仿真来对计算过程进行加速，实验证明通过使用八节点巧凑边点元进行仿真可以减少约50%的计算时间。问题在于，中心节点的减少同样造成了仿真结果的精度差异，这种精度上的损失是由于八节点巧凑边点元与九节点拉格朗日单元的位移模式的不同导致的，具体的说，八结点巧凑边点元与九结点拉格朗日单元的位移模式分别为：
；
与
；
可以发现八节点单元缺少项，使得使用八节点巧凑边点元进行替代仿真的计算过程无法对s、t方向均为二次变化的位移进行描述，使得仿真结果存在无法修复的误差。
发明内容
本发明实施例提供一种减小单元矩阵的级联误差的仿真方法、系统及相关设备，旨在解决现有的声表面波器件仿真过程使用层次级联技术消去矩阵内部自由度时产生较大误差的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种减小单元矩阵的级联误差的仿真方法，所述仿真方法用于对声表面波器件进行仿真，所述仿真方法包括以下步骤：
获取所述声表面波器件的几何结构，并根据所述几何结构将所述声表面波器件划分为多个基础结构；
使用有限单元法对所述基础结构进行网格划分，得到仿真单元矩阵，并使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度，得到仿真补运算单元矩阵；
将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵，并计算所述仿真整体矩阵在预设仿真频率下的频点频率响应，得到所述声表面波器件的仿真频率响应曲线。
更进一步地，所述仿真单元矩阵为九节点的二阶拉格朗日单元。
更进一步地，所述使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度的步骤中，定义所述仿真单元矩阵为 k i，j ， i、 j为矩阵节点编号，Schur补运算的对象为所述仿真单元矩阵中 i等于9和 j等于9的所有矩阵节点。
更进一步地，所述仿真单元矩阵 k i，j 满足：
；
定义所述仿真补运算单元矩阵为，所述仿真补运算单元矩阵满足：
。
更进一步地，所述基础结构包括叉指结构和GAP结构。
更进一步地，将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵的步骤，还包括：
使用Schur补运算消去所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联时产生的共用矩阵节点。
第二方面，本发明实施例还提供一种减小单元矩阵的级联误差的仿真系统，所述仿真系统用于对声表面波器件进行仿真，包括：
仿真参数获取模块，用于获取所述声表面波器件的几何结构，并根据所述几何结构将所述声表面波器件划分为多个基础结构；
有限单元建模模块，用于使用有限单元法对所述基础结构进行网格划分，得到仿真单元矩阵，并使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度，得到仿真补运算单元矩阵；
级联仿真模块，用于将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵，并计算所述仿真整体矩阵在预设仿真频率下的频点频率响应，得到所述声表面波器件的仿真频率响应曲线。
第三方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任意一项所述的减小单元矩阵的级联误差的中的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任意一项所述的减小单元矩阵的级联误差的中的步骤。
本发明所达到的有益效果，相对于现有技术的声表面波器件仿真使用有限元理论中的降低位移模式消去中心节点的方法，通过Schur补运算消去原本的九结点拉格朗日单元的自由度，能够避免八节点巧凑边点元直接替换所产生的节点丢失问题，从而实现了无精度损失的仿真计算，并且，本发明在构建整体矩阵前减小了单元矩阵的大小，使得仿真计算的时间得到减少，进一步提高了仿真过程的效率。
附图说明
图1是现有技术的使用有限单元法的声表面波器件的仿真步骤流程框图；
图2是本发明提供的声表面波器件的基础结构划分示意图；
图3是本发明实施例提供的有限单元法中常用的二阶拉格朗日单元示意图；
图4是本发明实施例提供的单元矩阵拼接为整体矩阵的过程示意图；
图5是本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法的步骤流程框图；
图6是本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法与现有技术的仿真对比结果示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种减小单元矩阵的级联误差的仿真方法与现有技术的仿真对比结果示意图；
图8是本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真系统200的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为便于理解，本发明实施例首先对现有技术的使用有限单元法的声表面波器件的仿真过程进行说明，本发明实施例所述的仿真过程，以声表面波器件的几何参数为初始参数，仿真的最终目的是获取声表面波器件在某一频率下的仿真频率响应曲线。
具体的，现有技术的使用有限单元法的声表面波器件的仿真步骤流程框图如图1所示，其包括以下步骤：
S1、获取需要仿真的声表面波器件的几何结构。
一般的，声表面波器件的几何结构信息，包括叉指结构的膜厚、金属化率、pitch等信息。
S2、根据所述几何结构划分为基础结构。
如图2所示，图2中的上部为获取的几何结构信息，将其划分为后的基础结构如图2的下部所示，其中，具有电极结构的为叉指结构，没有电极结构的为GAP结构。
S3、对所述基础结构根据有限单元法进行建模。
对基本结构使用有限单元法进行网格划分，并构建出特定频率下基础结构的整体矩阵A，一般的，步骤S3包括以下子步骤：
S31、网格划分。
S32、确定权函数与梯度函数类型。
权函数的作用可以理解为对一个范围内自由度的拟合，现有技术中较为常见的插值方法就是拉格朗日插值，假如一条已知的曲线中有三个已知点，则该段曲线可以通过插值进行表示，插值结果为：
；
上式可以优化地表示为，其中：
；
；
而对于一个多维问题，可以通过两个正交的插值函数与正交获得，即：
。
综上所述，可以得到结论：对于拉格朗日插值函数，其拟合曲线的阶数取决于已知点的个数。
对于复杂的物理模型，其自由度的变化趋势往往是非线性的，所以一般需要至少二阶的插值函数进行拟合，二阶的插值函数可以表示为图3所示的有限单元法中常用的二阶拉格朗日单元。
一般地，使用有限单元法进行声表面波器件的仿真过程，需要对传统的二阶拉格朗日单元的权函数进行推导，其过程如下：
定义在一个网格中的自由度随空间变化为，而每个节点的自由度值可以表示为，根据各个节点的自由度可以构建一个权函数矩阵，从而对进行插值，即；
在有限单元法中，权函数的推导是在局部坐标系中进行的，将九节点的坐标分别表示为：
；
根据坐标，将上述的拉格朗日插值形式获得每个节点的插值函数，并分别表示为：
；
；
；
；
；
；
；
；
；
根据以上插值函数，权函数矩阵表示为：
；
而有限单元法中需要用到的梯度函数则是权函数在局部坐标系对不同方向的偏导数构成的矩阵，即，可以将矩阵完全展开为：
。
S33、计算单元矩阵。
声表面波器件的数值求解就是对动力学方程与麦克斯韦方程耦合的方程组进行求解，动力学方程与麦克斯韦方程组表达式为：
；
而有限单元法九是通过将方程两侧乘一个试函数，并在一个小区域内使积分等于0来进行求解，即：
；
其中的应力与电位移均为中间变量，实际求解的自由度是位移与电势，因此有应力与电位移相对位移与电势的关系、，其中，表示应变，为弹性常数，为压电常数，为介电常数；
上述方程组使用自由度位移与电势进行表示时，其需要对位移与电势进行二阶求导，对解的连续性要求较高，使用散度定理将上述方程组进行转化得到：
；
此时仍然要求自由度位移与电势是连续解，而在有限单元法中，目标是计算的是每个节点的自由度，因此，需要使用权函数与通过节点位移与电势对位移与电势进行插值，即以及；
而对于应变与电位移，其是位移与电势的梯度，可以对权函数求导获得梯度函数与，并且使用梯度函数与通过节点位移与电势对应变与电位移进行插值，即以及；
此时，原动力学方程与麦克斯韦方程组可以表示为：
；
接着使用伽辽金方法（Galerkin method），选择与权函数与相同的试函数，原动力学方程与麦克斯韦方程组进一步转换为：
；
将上述方程组用矩阵表述为：
；
此刻的动力学方程与麦克斯韦方程组虽然可以用矩阵表述，但其仍然为积分形式，而不是传统数值方法中的代数形式，因此有限单元法中对于该积分转换到局部坐标系下使用高斯积分法进行处理，将全局坐标系下的积分转化为局部坐标系下的积分，即：
；
上式中的就是单元矩阵，其具体表达式如下所示：
；
；
。
S34、单元矩阵拼接为整体矩阵。
以两个基础结构为例，其各自的单元矩阵都简化表示为4×4的矩阵，分别为k1与k2，如下所示，其中，k1的第3、4个自由度（右下四个）与k2的第1、2个自由度（左上四个）表示的是同一个节点。
；
因此将这两个单元进行拼接时，需要将这两个自由度的信息进行相加，从而获得这两个单元的整体矩阵A，如下所示：
；
示例性的，将单元矩阵拼接为整体矩阵的过程示意如图4所示。
S4、对所述基础结构消去内部自由度。
利用Schur补运算消去基础结构的中间自由度，只保留结构的左右边界自由度以及电极与基底交界处的电势自由度从而获得Schur补后的整体矩阵ASchur，并使用Schur补之后的整体矩阵ASchur替代其原有的整体矩阵A。
S5、将所述基础结构级联。
将Schur补运算后基础结构的整体矩阵ASchur进行拼接级联，其级联原理类似于有限单元法中的整体矩阵拼接，是将声表面波器件中相邻的两个基础结构的整体矩阵A1与A2进行组合。
有限单元法中的组合原理，是对于M维的整体矩阵A1(M*M)，与N维的整体矩阵A2(N*N)，当两个基础结构有K个自由度是共用的，就可以构建一个新的M+N-K维的整体矩阵A3((M+N-K)*(M+N-K))，其中，不共用自由度对应的矩阵信息在拼接后的矩阵中直接使用，而共用自由度对应的矩阵信息则相加后使用。
S6、获得声表面波器件频率响应。
将最终级联后的矩阵通过预设的电学条件结合数学公式进行处理，并获得该频率下声表面波器件的频率响应。
例如，通过对基础结构的两个单元矩阵进行级联后，可以得到一个描述整个声表面波器件的矩阵M，矩阵M描述了左右边界及电极与基底交界处的自由度，可以对其进行分块为2*2的广义分块矩阵，分别描述要分析的电自由度E与其他自由度B，如下所示：
；
对于仿真目标需要计算的频率响应，如导纳参数，可以使用如下的公式进行处理即可获得导纳参数：
；
至此，现有技术的使用有限单元法的进行声表面波器件的仿真，并得到某一频率下的仿真频率响应曲线的过程结束。现有技术使用层次级联技术，通过将声表面波器件划分成多个叉指结构，对每个叉指结构进行Schur补运算消去内部自由度，之后将Schur补后的叉指结构按照顺序进行级联，从而减小了声表面波器件整体矩阵的尺寸，但由于步骤S4中涉及Schur补运算，在Schur补运算中存在一次矩阵求逆操作与两次矩阵乘法操作，由于并且矩阵求逆与矩阵乘法的时间复杂度约为O(n3)，也就是当整体矩阵A较大时，获得Schur补运算结果ASchur的时间也会显著的增大，因此，Schur补运算会占据较多的计算时间从而拖慢计算效率，最终成为现有技术的计算效率瓶颈。
在本发明实施例具体是对现有技术中的步骤S3进行改进，具体的，请参照图5，图5是本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法的步骤流程框图，所述仿真方法用于对声表面波器件进行仿真，具体包括以下步骤：
S101、获取所述声表面波器件的几何结构，并根据所述几何结构将所述声表面波器件划分为多个基础结构。
更进一步地，所述基础结构包括叉指结构和GAP结构。
S102、使用有限单元法对所述基础结构进行网格划分，得到仿真单元矩阵，并使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度，得到仿真补运算单元矩阵。
更进一步地，所述仿真单元矩阵为九节点的二阶拉格朗日单元。
如背景技术中的说明，为了提高计算效率，现有技术中使用八节点巧凑边点元替代九节点拉格朗日单元进行仿真来对计算过程进行加速，从而引出了精度问题。
更进一步地，所述使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度的步骤中，定义所述仿真单元矩阵为 k i，j ， i、 j为矩阵节点编号，Schur补运算的对象为所述仿真单元矩阵中 i等于9和 j等于9的所有矩阵节点。
在本发明实施例中，将步骤S33与步骤S34之间增加了使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度的方法，其通过矩阵表示为以下形式：
更进一步地，所述仿真单元矩阵 k i，j 满足：
；
定义所述仿真补运算单元矩阵为 k * i，j ，所述仿真补运算单元矩阵 k * i，j 满足：
。
在后续步骤中，与步骤S4至S6相同，将Schur补后的单元矩阵 k * i，j 按照常规的层次级联技术进行整体矩阵拼接、级联拼接处理即可，正如矩阵表示形式， k * i，j 的矩阵尺寸与常规的八节点巧凑边点元一致都是8*8，因此具有相近的计算效率。
S103、将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵，并计算所述仿真整体矩阵在预设仿真频率下的频点频率响应，得到所述声表面波器件的仿真频率响应曲线。
更进一步地，将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵的步骤，还包括：
使用Schur补运算消去所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联时产生的共用矩阵节点。
示例性的，本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法与现有技术的仿真对比示例如下：
在单一谐振器频率下，单根插值的指条宽度pitch为0.9635微米，金属电极高度为0.146微米，金属化率0.6，模型的厚度为32.759微米，模型两侧使用该插值各构建100根叉指的反射栅，模型内部使用50对共100根叉指作为IDT，计算的频点数为400个频点，每个频点均为1Mhz，同时，为了进行仿真对比，在实验时设置了6倍pitch的基底深度，并且在基底底部设置了2倍pitch的PML层防止边界反射，在反射栅外侧同样设置了2倍pitch宽度的PML防止边界反射。
本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法与现有技术的仿真对比结果如图6、图7所示，可以看出，本发明实施例采用的九结点拉格朗日单元加速技术的计算耗时，远小于八节点巧凑边点元的耗时，并且在具体的计算细节中，九结点拉格朗日单元加速技术相比八节点巧凑边点元具有更高的计算精度；另外，虽然八节点巧凑边点元的计算耗时节约了约50%，但在计算细节处与九节点拉格朗日单元在峰值处存在较多的不一致的频点，说明了现有技术的不足之处，而本发明实施例所使用的仿真方法得到的结果与单独的九结点拉格朗日单元的计算结果更为一致，体现了本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法在计算精度与计算效率上具有更好的性能。
本发明所达到的有益效果，相对于现有技术的声表面波器件仿真使用有限元理论中的降低位移模式消去中心节点的方法，通过Schur补运算消去原本的九结点拉格朗日单元的自由度，能够避免八节点巧凑边点元直接替换所产生的节点丢失问题，从而实现了无精度损失的仿真计算，并且，本发明在构建整体矩阵前减小了单元矩阵的大小，使得仿真计算的时间得到减少，进一步提高了仿真过程的效率。
本发明实施例还提供一种减小单元矩阵的级联误差的仿真系统，用于对声表面波器件进行仿真，请参照图8，图8是本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真系统200的结构示意图，其包括：
仿真参数获取模块201，用于获取所述声表面波器件的几何结构，并根据所述几何结构将所述声表面波器件划分为多个基础结构；
有限单元建模模块202，用于使用有限单元法对所述基础结构进行网格划分，得到仿真单元矩阵，并使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度，得到仿真补运算单元矩阵；
级联仿真模块203，用于将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵，并计算所述仿真整体矩阵在预设仿真频率下的频点频率响应，得到所述声表面波器件的仿真频率响应曲线。
所述减小单元矩阵的级联误差的仿真系统200能够实现如上述实施例中的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机设备，请参照图9，图9是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图，所述计算机设备300包括：存储器302、处理器301及存储在所述存储器302上并可在所述处理器301上运行的计算机程序。
所述处理器301调用所述存储器302存储的计算机程序，执行本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法中的步骤，请结合图5，具体包括：
S101、获取所述声表面波器件的几何结构，并根据所述几何结构将所述声表面波器件划分为多个基础结构。
S102、使用有限单元法对所述基础结构进行网格划分，得到仿真单元矩阵，并接着使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度，得到仿真补运算单元矩阵。
S103、将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵，并计算所述仿真整体矩阵在预设仿真频率下的频点频率响应，得到所述声表面波器件的仿真频率响应曲线。
更进一步地，所述仿真单元矩阵为九节点的二阶拉格朗日单元。
更进一步地，所述使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度的步骤中，定义所述仿真单元矩阵为 k i，j ， i、 j为矩阵节点编号，Schur补运算的对象为所述仿真单元矩阵中 i等于9和 j等于9的所有矩阵节点。
更进一步地，所述仿真单元矩阵 k i，j 满足：
；
定义所述仿真补运算单元矩阵为 k * i，j ，所述仿真补运算单元矩阵 k * i，j 满足：
。
更进一步地，所述基础结构包括叉指结构和GAP结构。
更进一步地，将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵的步骤，还包括：
使用Schur补运算消去所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联时产生的共用矩阵节点。
本发明实施例提供的计算机设备300能够实现如上述实施例中的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法中的各个过程及步骤，且能实现相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存取存储器（Random AccessMemory，简称RAM）等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式用等同变化，均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种减小单元矩阵的级联误差的仿真方法，所述仿真方法用于对声表面波器件进行仿真，其特征在于，所述仿真方法包括以下步骤：
获取所述声表面波器件的几何结构，并根据所述几何结构将所述声表面波器件划分为多个基础结构；
使用有限单元法对所述基础结构进行网格划分，得到仿真单元矩阵，并使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度，得到仿真补运算单元矩阵，定义所述仿真单元矩阵为k i，j ，i、j为矩阵节点编号，Schur补运算的对象为所述仿真单元矩阵中i等于9和j等于9的所有矩阵节点，所述仿真单元矩阵k i，j 满足：
；
定义所述仿真补运算单元矩阵为k * i，j ，所述仿真补运算单元矩阵k * i，j 满足：
；
将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵，并计算所述仿真整体矩阵在预设仿真频率下的频点频率响应，得到所述声表面波器件的仿真频率响应曲线。
2.如权利要求1所述的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法，其特征在于，所述仿真单元矩阵为九节点的二阶拉格朗日单元。
3.如权利要求1所述的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法，其特征在于，所述基础结构包括叉指结构和GAP结构。
4.如权利要求1所述的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法，其特征在于，将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵的步骤，还包括：
使用Schur补运算消去所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联时产生的共用矩阵节点。
5.一种减小单元矩阵的级联误差的仿真系统，所述仿真系统用于对声表面波器件进行仿真，其特征在于，包括：
仿真参数获取模块，用于获取所述声表面波器件的几何结构，并根据所述几何结构将所述声表面波器件划分为多个基础结构；
有限单元建模模块，用于使用有限单元法对所述基础结构进行网格划分，得到仿真单元矩阵，并使用Schur补运算消去所述仿真单元矩阵的内部自由度，得到仿真补运算单元矩阵，定义所述仿真单元矩阵为k i，j ，i、j为矩阵节点编号，Schur补运算的对象为所述仿真单元矩阵中i等于9和j等于9的所有矩阵节点，所述仿真单元矩阵k i，j 满足：
；
定义所述仿真补运算单元矩阵为k * i，j ，所述仿真补运算单元矩阵k * i，j 满足：
；
级联仿真模块，用于将不同的所述基础结构得到的所述仿真补运算单元矩阵进行拼接级联，得到仿真整体矩阵，并计算所述仿真整体矩阵在预设仿真频率下的频点频率响应，得到所述声表面波器件的仿真频率响应曲线。
6.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法中的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任意一项所述的减小单元矩阵的级联误差的仿真方法中的步骤。
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