电磁感应耦合

将这样的多个物理场彼此叠加的问题被称为多场耦合问题，并且也是一种耦合。

随着计算机技术的飞速发展，在工程领域，有限元分析（FEA）越来越多地用于模拟以解决实际工程问题。

多年来，越来越多的工程师，应用数学家和物理学家证明，这种求解偏微分方程（PDE）的方法可以解决许多物理现象。

这些偏微分方程可用于描述流动，电磁场和结构。

力学等。

有限元方法用于将这些众所周知的数学方程转换成近似数字图像。

早期的有限元关注于特定的专业领域，例如压力或疲劳，但一般来说，物理现象并不是分开的。

例如，只要其移动就产生热量，这又会影响一些材料特性，例如导电性，化学反应速率，流体粘度等。

这个物理系统的耦合就是我们所说的多物理场，分析比单独分析单个物理场要复杂得多。

显然，我们现在需要一个多物理场分析工具。

20世纪90年代以前，由于缺乏计算机资源，多物理场仿真只停留在理论阶段，有限元建模仅限于单个物理场的仿真。

最常见的是力学，传热和流体。

并模拟电磁场。

似乎有限元模拟的命运似乎是单个物理场的模拟。

这种情况现在已经开始改变。

经过数十年的努力，计算科学的发展为我们提供了更智能，更简单，更快速的算法，以及更强大的硬件配置，使得多物理场的有限元仿真更加可行。

新兴的有限元方法为多物理场分析提供了新的机会，以满足工程师解决实际物理系统的需求。

有限元的未来在于多物理场的解决。

将来有很多词。

以下是一些示例，展示了未来多物理场有限元分析的一些潜在应用。

压电蓄电池（压电声换能器）将电流转换为声压场，或相反地将声场转换为电流场。

这种装置通常用于空气或液体中的声源装置，例如相控阵麦克风，超声生物成像器，声纳传感器，声学生物治疗剂等，并且还可用于某些机械装置，例如喷墨器和压电装置。

压电扬声器涉及三个不同的物理场：结构场，电场和流体中的声场。

只有具有多物理场分析功能的软件才能解决此模型。

压电材料是PZT5-H晶体，广泛用于压电传感器。

在空气和晶体的界面处，声场边界条件被设定为等于结构场的正常加速度的压力，使得压力可以传递到空气。

另外，晶畴由于气压的影响而变形。

仿真研究了在施加幅度为200V且振荡频率为300KHz的电流后由晶体产生的声波传播。

该模型的描述及其完美结果表明，在任何复杂模型中，我们都可以使用一系列数学模型来表达和解决。

多物理场建模的另一个优点是，在学校里，学生直观地捕捉了以前看不见的一些现象，而且易于理解的表达方式也给学生留下了良好的印象。

这就是Krishan Kumar Bhatia博士在纽约州格拉斯伯勒的罗文大学时所感受到的，当时他向高年级毕业生传授了传热方程式。

他的学生的主题是如何为摩托车的发动机箱降温。

Bhatia博士教他们如何使用“设计 - 制造 - 测试”的概念。

判断问题，发现问题，解决问题。

如果没有计算机模拟应用程序，这种方法在课堂上是不可想象的，因为成本太高。

许多优秀的高科技工程公司已经看到了多物理场建模，以帮助他们保持竞争力。

多物理场建模工具使工程师每次都能进行比物理测试更多的虚拟分析。

通过这种方式，他们可以快速，经济地优化产品。

在印度尼西亚的MedradInnovationsGroup，由John Kalafut博士领导的团队使用多物理场分析工具研究细长注射器中的血细胞注射过程，这是一种具有高剪切速率的非牛顿流体。

计算机功率的提高使得有限元分析从单场分析到多场分析成为现实。

在接下来的几年里，多物理分析工具将给学术界和工程界带来震撼。

单调的“设计 - 验证”设计方法将慢慢消除，虚拟建模技术将使您的思维更进一步，模拟将点燃创新的火花。