物理模型試驗的案例
在求解多物理場模型時，你應該選擇全耦合還是分步求解？ 附多物理場耦合模型及數值模擬導論下載
下載地址：多物理場耦合模型及數值模擬導論
基于AQWA的圓筒型浮式防波堤波浪運動響應分析（上）
在物理模型試驗方面，E.LOUKOGEORGAKI等[9]研究了在規則波和不規則波作用下，不同入射波參數對浮式防波堤系泊錨鏈受力的影響；劉心媚等[10]設計了一種在堤前和堤后安裝多孔結構的新型浮式防波堤，研究了該防波堤的水動力特性，試驗結果表明：該新型防波堤與傳統防波堤相比，能在一定程度上降低透射系數和系泊纜繩張力；田永進等[11]通過物理試驗方法，對一種柔性多浮筒防波堤的水動力性能進行了分析，研究結果表明：多浮筒式防波堤在波浪運動作用下的橫蕩運動響應是兩種不同頻率運動響應疊加后的結果；程俊峰[12]通過物理模型試驗，給出了雙擋板樁基透空式防波堤在規則波作用下透射系數的經驗計算公式；張萬威等[13]在對樁基擋板式透空堤進行堤型優化研究中，證明增加擋浪板的入水深度或增加堤頂高程亦或兩者同時調整等方式對其消波特性有增強效果。
國內外學者對浮式防波堤進行了一定程度研究，但多數都是研究其消波性能，對于防波堤自身安全結構特性及纜繩受力研究較少。基于此，筆者采用數值模擬方法，研究了圓筒型浮式防波堤在波浪作用下的運動響應及纜繩張力，并為浮式防波堤設計提供新的理論依據。
1 計算理論
1.1 三維勢流理論
假設流體無黏性、無旋且不可壓縮，則可以引入速度勢φ(x,y,z,t)來描述流場運動[14]。當海洋結構物以自由面為基準時，速度勢滿足Laplace方程，如式(1):
?2φφ(x,y,z,t)=0 (1)
Laplace方程和描述物體運動的速度勢需要進行線性化處理，假定波浪運動和結構物運動都較小，而流場中的速度勢時由入射波速度勢、繞射勢和輻射勢疊加而成，則可由式(2)表示。
展開 VirtualFlow | 水利工程泄水建筑物仿真應用與實踐
<strong>邊界與物理參數設置</strong></p><p><strong><img src="https://www.simpop.cn/couch/uploads/image/biao-ge.png"></strong></p><p><strong>（二）仿真結果：高精度與工程價值</strong></p><p><strong>1.水面高程：與試驗高度吻合</strong></p><p>在設計洪水位（高程 650.39m）下，VirtualFlow 計算的沿程水面高程（sim. 曲線）與物理模型試驗測量值（ex. 散點）偏差極小，尤其在泄槽陡坡段（i=1:5），因邊界順直與水頭作用，水流平順、高程變化穩定，驗證了數值模擬的可靠性。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://www.simpop.cn/couch/uploads/image/3.gif"></p><p class="ql-align-center">溢洪道水面高程數值結果與試驗結果對比圖</p><p><br></p><p><strong>2.流場分布：精準捕捉關鍵區域特性</strong></p><ul><li>全段流場：水流速度（V_s）沿泄槽順坡逐步增大，在挑流段達最大值（約 25m/s），高度方向速度（W）無異常波動，表明流態穩定，無折沖水流（因模型為單孔無閘墩結構，消除了閘墩對水流的干擾）。</li><li>控制段流場：作為溢洪道水力控制核心區域，控制段內流速分布均勻（V_s 最大約 12m/s），無局部渦流或流速突變，驗證了駝峰堰（堰頂高程 642.50m、凈寬 14m）設計的合理性。
展開 修正劍橋模型對不同超固結比（OCR）的排水及不排水試驗模擬matlab程序（附模型資料及程序超詳細注釋） ￥98
原始劍橋模型由英國劍橋大學Roscoe等人于1958年提出（Roscoe等，1958），他首次將固結、剪切、剪脹、剪縮以及臨界狀態理論納入到一個統一的框架內，在土體本構理論的發展歷史中具有里程碑式的意義。再次基礎上，為了保證等向固結試驗中土體不產生塑性剪應變，1968年Roscoe又提出了修正劍橋模型（Roscoe和Burland，1968），將屈服面的表達式改寫為橢圓形形式。
有關劍橋模型和修正劍橋模型的詳細介紹及推導可以參考《土的本構關系》這本書（高清PDF可見本帖附件），也可以看我的本構視頻課程《土體彈塑性本構理論（臨界狀態理論，劍橋模型，狀態相關本構，邊界面模型）》（課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/video/c15737），在此不再贅述。
圖1. 劍橋模型與修正劍橋模型屈服面（左）；等向固結試驗參數（右）
本帖附件內提供了利用修正劍橋模型對不同超固結比（OCR）的排水及不排水試驗進行模擬的Matlab程序。程序得到的模擬結果見圖2。Matlab程序內的每一段代碼基本均有詳細注釋，每一個公式后均標注了該公式在PDF資料內對應的編號，如圖3所示。所有Matlab程序均通俗易懂，清晰明了，十分適合初學者學習，希望能對大家有所幫助。加我QQ私聊可9折優惠（2378099909）。
圖2. 不同OCR的不排水（上）及排水（下）三軸壓縮試驗模擬
圖3. 部分程序代碼展示
展開 
HyperWorks系統建模技術在篩選試驗測量數據及驅動物理車輛NVH模擬器中的應用
行業：汽車
挑戰：在物理樣車制造之前開發出 一種基于模擬器的技術，用 于體驗安裝供選動力系統所 帶來的影響。
Altair 解決方案：利用HyperMesh建立汽車模 型，用模擬器重現基礎車型 上測量的特定工況，并確認 模擬和測量的相關性。然后 利用基礎車型的模擬仿真為 NVH 改善的理想水平設定標 桿。通過改善 CAE 模型來評 估這些變更對懸架和車身剛 度的影響。
優點：減少物理測試和開發時間 ; 降低研發成本
背景介紹
賓利需要了解在現有車型和新開發車型上安裝供選動力系統對噪聲、振動和平順 性（NVH）的潛在影響，尤其關注由道路引起的振動的控制。
本案例介紹了使用系統模型創建變更篩選器，并用這些篩選器修正試驗測量，通過在物理車輛NVH模擬器上對試驗測量的重現，為豪華乘用車的設計提供方向性指導。
AltairHyperWorks仿真工具提供了一體化的建模解決方案，用于車輛建模和響應預測。
賓利轎車是奢華手工制作、高性能、高品質和卓越工程的代名詞。無論作為一個運動賽車還是高品質乘用車的品牌，賓利都擁有90年以上的豐富設計經驗。
SVT（聲音和振動技術）是一個由擁有30年以上經驗的NVH工程師組成的專業團隊。他們為汽車、航空、鐵路和其他工業客戶提供領先的聲品質和噪聲振動試驗以及技術開發服務。
挑戰
賓利是一個頂級奢華的汽車品牌，為專屬客戶提供具有世界一流水平乘坐舒適性的汽車。豪華汽車制造商需要降低開發成本、減少物理測試和開發時間，但是這需要 確認供選動力系統的實際安裝測試與CAE仿真準確相關，才能獲得所需要的結果。
展開 RP 系列 | 什么是好的物理模型
本文解釋了如何在研究和開發中進行物理建模，以及在這種情況下哪些方面是相關的。討論了軟件在物理建模中的適當作用，并根據實踐經驗給出了一些建議。
對激光器和放大器等設備進行建模可能是一件非常有用的事情，但也可能是浪費時間。確定模型屬于哪個類別的一個方面是模型的制作程度。然而，什么是好的模型并不總是顯而易見的。
在投入任何時間建立模型之前，應該始終考慮應該回答什么樣的問題。畢竟，如果沒有好的問題開始，就很難有效地給出答案。一個好的模型是最適合回答感興趣的問題的模型。此類問題的一些示例是：
· 我可以從某種激光器設計中獲得什么性能？
· 如何優化設計？
· 限制因素是什么？
· 某些已知的有害影響是否至關重要，或者我可以安全地忽略它們嗎？
請注意，一個好的模型不僅能夠回答您的問題，而且還能有效地做到這一點。這意味著模型并不比任務所需的復雜。例如，如果您已經知道某些激光器的
增益引導
效應很弱，則不建議使用完整的光束傳播模型，因為使用固定光束輪廓的簡化模型效率更高，例如假設由
諧振器模式
決定的示例。另一方面，如果您不確定增益引導的重要性，則只有光束傳播模型可以告訴您。理想情況下，您會使用像
RP Fiber Power
這樣的軟件您可以使用它來實現兩種類型的模型。該軟件專為光纖激光器和放大器而設計，但其光束傳播功能在
體激光器中
最為有用。
物理知識和經驗；軟件和支持
顯然，對基礎物理學的良好理解以及建模的實踐經驗非常有用。否則，您可能不知道要考慮的某些方面，并且可能由于被忽略的影響而得到不準確的結果，或者通過考慮并不真正相關的影響而做出矯枉過正。
即使是最好的建模軟件也無法取代物理知識和經驗。但是，通常帶有軟件許可證的稱職的技術支持可以在這些方面為您提供很大幫助。
展開 基于無網格法的模型多物理場耦合分析
問題描述
本算例通過無網格法對某型號導電桿進行溫度-結構場耦合分析，針對以往學者多采用有限元法進行多物理場耦合分析而受到剖分限制的缺陷，本算例采用Simsolid軟件對模型進行多物理場耦合分析，獲得在外力-溫度載荷作用下的模型形變，所用方法可以用來對其他器件穩定性驗證提供參考。
2. 模型建立
圖1物理模型
圖2模型力載荷及邊界條件添加
圖3模型溫度荷加
3.計算結果
圖4模型應力分布
圖5模型應變分布
圖5和圖6可以看出最大應力和最大應變都主要發生在導體與固定裝置的接觸位置，這是由于模型受熱膨脹所致，最大值分別為237.33MPa和0.018mm。
展開 基于PDE形式的多物理場耦合計算模型 ￥50
<p> 以電力系統中常見的busbar(母排)為例，給母排施加一定的電壓，母排在電流作用下產生了焦耳熱量，在熱量作用下母排結構會發生形變，因此這是一個“電流—熱—結構”的多物理場耦合問題。</p><p> 本案例首先通過軟件自帶模塊計算了此多物理場耦合問題，又通過PDE方程針對該問題開發了相應的計算模塊，并將軟件自帶模塊與PDE模塊計算結果進行對比，證明了PDE模塊的正確性，可以為利用PDE模塊求解多物理場耦合問題提供一定的參考。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/58f8a7e3c67a4b249c4f47469e65999a.jpg" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/58f8a7e3c67a4b249c4f47469e65999a.jpg" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/58f8a7e3c67a4b249c4f47469e65999a.jpg?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/58f8a7e3c67a4b249c4f47469e65999a.jpg?
展開 連載丨淺談電機模型(一)：電機的物理基礎
1.4線圈模型
線圈是一個構成電機模型的基本元素，它橋接了電機的電路模型和實物的物理模型。一段直線通電導體會在周圍產生環形磁場(根據式1.4)，當導體首尾閉合后，環形磁場在導體環中心形成豎直通過導體環的磁力線，比如螺線管。
圖1.3 螺線管和對應磁力線分布情況
只考慮通電導體上的電流，(1.4)簡化為：
(1.13)
磁動勢(magnetische Durchfluchtung)，是激發磁場強度的源頭，本質為一段封閉導體上通過的總電流強度，單位為[A]。因為實際操作時會把通電導線纏繞成線圈，所以導線電流是離散化的，(1.13)改寫為：
(1.14)
為線圈總纏繞數，即匝數。可見如果匝數越多，總電流就越大，磁動勢就越大，能激發的磁場就越強。
電生磁，磁也能生電，一個處在時變磁場里的單匝線圈會在導線兩端感應出電壓，此現象可由(1.3)描述，當我們把線圈通過面積里的磁感應強度求和即可得到總的磁通量
(1.15)
可知磁感應強度也可以理解為磁通密度，代入(1.3)可得
(1.16)
為感應電動勢，考慮磁通變化兩種形式，一是變化線圈面積而是變化磁通密度，則有
(1.17)
圖1.4.1形式變換的感應電動勢
圖1.4.2平移變換的感應電動勢
前一部分是形式變換的感應電動勢(transformatisch induzierte Spannung)，后一部分是平移變換的感應電動勢(translatorisch induzierte Spannung)。前者磁通密度時變，后者有效線圈面積時變。
展開 Q系列兒童物理假人模型
其開發的物理壁障和有限元壁障模型在全球范圍內得到了廣泛應用。近期其開發的Q系列兒童物理假人已被Euro-NCAP選定為Euro-NCAP 2020 法規的標準使用假人模型。
意大利Phitec公司通過與Cellbond公司緊密合作，基于Cellbond公司的Q系列兒童物理假人的試驗數據，開發出最新Phitec-Cellbond Q系列兒童假人有限元模型：
Phitec-Cellbond Q6（Euro-NCAP）有限元假人模型
Phitec-Cellbond Q10（Euro-NCAP 2020）有限元假人模型
Phitec-Cellbond Q10（C-NCAP 2021）有限元假人模型
Phitec-Cellbond Q3有限元假人模型正在開發中，將于2020年第一季度正式發布
Q系列兒童假人有限元模型目前已有LS-Dyna和ABAQUS求解器版本。可根據要求提供Pam-crash和RADIOSS求解器的版本。
展開 物理模擬技術---基底摩擦模型的歷史回顧(Base Friction Model)
1 引言
在成熟的數值模擬技術出現之前，物理模擬技術(Physical Modeling Techniques)是研究巖石工程基本問題的流行方法。最典型的三種物理模擬技術是：基底摩擦模型(Base Friction Model)、離心機模型(Centrifuge model)和小尺寸的相似材料試驗(Scaled model)。下面左圖所示的是Nick Barton 1972年在英國倫敦帝國理工學院博士論文期間所作的節理巖體邊坡相似材料試驗，右圖所示的是Adhikary et al (1997)[A study of the mechanism of flexural toppling failure of rock slopes]所作的離心機試驗，用來模擬多條平行節理的傾倒破壞，后來Slope Model軟件驗證了這個試驗【屈曲傾倒破壞(flexural toppling failure)】。
隨著數值模擬技術的不斷發展，這些物理模擬技術手段逐漸退出了研究領域。本文簡要回顧了基底摩擦模型(Base Friction Model)的發展歷史以及它對現代巖石工程研究方法的推動作用。
2 基底摩擦模型
基底摩擦模型由Goodman教授設計，用來模擬簡單的塊體移動，主要研究節理巖體的傾倒破壞，試驗裝置如下圖所示，塊體由相對軟弱的材料組成，放置在一個平坦的基座上，用砂紙作為摩擦材料，通過基座移動來模擬重力的影響。
展開 
k-ε模型中的K和ε物理意義
出現負的ke不僅僅是計算格式的問題，
更重要的是模型問題，
沒有誰能證明ke模型在任何流動問題中都能保證ke是正的。
有這么一些辦法避免ke出現負值
1。對K＝ln(k)和E=ln(e)求解，問題：壁面ke=0難處理，
2。先用層流計算500步，然后再用ke算，
3。各種強制限制辦法
4。源項局部線性化。
5。算到一定程度，如果k值趨勢對了，就干脆不求ke方程了。
可以參考：《湍流的計算模型》 陳義良 1991 中國科技大學出版社
CFD專欄丨三維 CFD 瞬態熱模型，物理時間超長怎么辦？
“
在 CFD 仿真工作中，我們有時候會遇到長時間的瞬態熱分析的模型。
這個長時間（幾分鐘或幾十分鐘）是相對流動特征時間而言的，因為流動的特征時間通常是毫秒或秒級的，計算幾秒種的物理時間，流場早已達到周期性穩定，但是此時溫度場的發展還遠遠未達到穩定，也就意味著CFD求解器需要非常多的迭代步才能達到最終（熱平衡）溫度，如果三維模型網格數量又很多，那么對計算資源將是個巨大的消耗。
下面通過幾個簡單的測試模型，展示 Altair? AcuSolve? 的 dual time stepping 功能，可以有效的減少瞬態熱模型的計算代價。
算例一
強制對流，圓柱體的冷卻過程
考慮一個雷諾數200的層流模型，2個圓柱體上下游并列放置，間距8個直徑距離。來流空氣溫度T=0℃，上游圓柱體初始溫度為100 ℃，下游圓柱體初始溫度為20 ℃。圓柱體的內外側都是加密的邊界層網格，確保流-固交界面溫度梯度計算的精確。仿真時間步長為0.1秒，可以確保捕捉尾跡區的動態漩渦結構。
展開 仿真模型互通及ANSYS多物理場技術分析
并且，正在從 “單物理場/單學科”數字探索，逐步向“多物理場耦合/多學科系統集成”驅動產品研發，甚至“全生命周期仿真”正在驅動行業創新高速發展。
為了順應上述發展方向，企業在產品開發過程中，需要更加關注關鍵技術深度和廣度的研發投入。對于仿真技術而言，過去僅考慮單個物理場，比如結構強度、氣動、磁場強度、電場強度等性能，已經越來越難以滿足市場的現實需求。在實際產品開發過程中，設計師需要綜合各方面因素，尤其是需要考慮多物理場/學科之間的相互影響。以飛機氣動外形設計為例，設計師在優化飛機氣動外形設計的同時，需要兼顧雷擊防護，RCS等電特性，還要保證機體結構外形/材料等參數調整以后，不會影響整機、關鍵部位的結構強度。
ANSYS專注工程化的仿真技術開發近50年，尤其是在多物理場耦合/多學科系統集成仿真領域已耕耘近20年。支持ANSYS自研“單一求解器架構”、“多求解器耦合架構”多物理場耦合技術；更可以通過相關接口，集成第三方語言、工具、標準，最終實現復雜系統高魯棒性多學科系統集成仿真，有效支撐企業新產品的創新開發需求，支撐企業數字化轉型。
以飛機電動剎車系統多學科系統實際工程仿真為例。整個系統由控制、電力電子、電做動、機械傳動、電動剎車盤、輪轂、輪胎等部件組成，上述模型在系統仿真集成前，需要進行有效的創建與驗證。同時上述模型在創建過程中，除了考慮基本性能意外，還需要考慮不同物理場之間的相互交互影響，比如地面濕滑程度，飛機飛行高度/速度，不同溫度等因素。在ANSYS環境下，用戶可以通過多種途徑分別構建上述部件、分系統的高保真模型，如電路、框圖、狀態機、物理場模型集成、第三方廠商元件庫、第三方軟件系統仿真等。
展開 自回歸式語言XLNet模型的文本生成試驗
使用不同的解碼策略，目前產生出許多用于自回歸語言生成的模型，最流行的模型有GPT2, XLNet, OpenAi-GPT, CTRL, TransfoXL, XLM, Bart和T5，對GPT2模型我們已經作了很多探索性的工作：
GeotechSet數據集在GPT2上的訓練過程
GPT2-Large模型解碼方法比較
GPT2-Large模型解碼方法---Top-K and Top-p
新探索---EleutherAI的GPT Neo/GPT-3模型
GeotechSet模型的擴展和優化---集成了aitextgen
開放式文本生成(Open-Ended Text Generation)
同時也對T5模型作了探索性的工作:
生成摘要(Summarization)的新方法
Transformers的Text2TextGeneration管道測試
這個筆記探索另一個模型XLNet。
2 XLNet模型
XLNet來自Google公司Yang等人(2019)的論文《XLNet: Generalized Autoregressive Pretraining for Language Understanding(XLNet: 用于語言理解的廣義自回歸預訓練)》，XLNet是一種無監督的語言表征學習方法，它基于一種新的廣義包絡語言建模目標。XLnet是Transformer-XL模型的一個擴展，使用自回歸方法進行預訓練，在涉及長上下文的語言任務中表現出優異的性能。XLNet在各種下游語言任務上取得了最先進的(SOTA)結果，包括問題回答、自然語言推理、情感分析和文檔排名。
XLNet模型主要有兩個：一個是小模型xlnet-base-cased，另一個是大模型xlnet-large-cased。
展開 