关于多物理场耦合仿真的相关思考

摘要

多物理场耦合仿真本质上是对涉及多个物理场相互作用的复杂问题进行模拟，关键在于理解并处理三个核心问题：分析对象与问题、求解方程以及已知信息。仿真过程即解方程，需要方程的表达式、求解区域和边界条件作为输入。多物理场仿真涉及主物理场和次物理场，通过公共部分进行数据传递。耦合方式分为单向和双向，取决于物理场间是否相互影响。例如，在风致振动问题中，CFD仿真提供风力信息给结构振动分析，构成单向耦合。

正文

关于多物理场耦合仿真，写点自己的思考。

1 核心本质

1. 分析什么对象的什么问题？

2. 分析的问题可用什么方程求解？

3. 有哪些已知信息？

1. 方程的表达式

2. 求解区域

3. 边界条件

风致振动引发 1940 年美国塔科马海峡大桥坍塌（图源：geopop.it）

2 耦合方式

• 单向耦合：主物理场的变化不影响次物理场，仅需要次物理场的数据传递到主物理场

• 双向耦合：主物理场的变化会影响次物理场，需要考虑主物理场和次物理场的相互影响