多物理場仿真
關注創建者：寒寒boy 創建時間：2017-12-25
多物理場仿真的視頻教程
CAD×CAE云端多物理場仿真案例解析
然而，傳統的設計和仿真工具存在格式轉換問題，同時傳統單一仿真工具往往無法全面考慮這些復雜的多物理場耦合效應，導致設計過程中出現了許多不確定性和挑戰，產品開發周期和成本也隨之上升。為解決這些問題迎接挑戰，主流的工業軟件提出了多物理場一站式仿真技術的解決方案。
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Altair 電驅動總成多物理場仿真與優化系列網絡研討會
，擁有15年工程電磁場數值仿真及應用經驗，先后承擔多個電機、變壓器、電氣開關、感應加熱、船舶消磁等電磁場及多物理場仿真與優化項目。
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多物理場仿真的實例教程
相比于針對電池在熱和電濫用工況下的安全問題的研究，機械濫用工況下針對電池安全問題的多物理場仿真分析的研究相對較少。本文對目前有關電池單體、電池模塊以及電池包在機械載荷下多物理場分析進行了梳理。從研究尺度上看，電池碰撞安全研究包括了電池組份材料、電池單體、電池模組與防護結構以及電池包等各個層次。電池碰撞安全研究的的主要目標有：（1）理解機械載荷下電池單體的變形與失效特征以及與內短路觸發的關聯性，最終建立單體、模塊或電池包的損傷判據和損傷容限；（2）建立兼顧計算精度與計算效率的有限元仿真模型，指導電池包防護結構設計。從研究方法上看，需要對電池進行常規結構仿真分析和多物理場仿真分析。
△動力電池研究尺度
△常規結構仿真分析
△多物理場仿真分析
作為ANSYS中國高級服務商，優飛迪對動力電池仿真分析工具及其整體解決方案有著豐富的經驗和獨特的見解。動力電池的疲勞分析可以采用ANSYS nCode，強度與剛度及振動分析可以采用ANSYS Mechanical和LS-DYNA，跌落、沖擊、擠壓、針刺、多物理場分析可以采用LS-dyna。作為優飛迪科技的高級仿真工程師，下面小優將針對動力電池的多物理場仿真分析進行分享。
采用LS-dyna進行多物理場仿真分析需要使用LS-DYNA電阻加熱求解器和EM電磁求解器以及Randles等效電路模型。
△EM/熱/機械多物理場耦合
使用電阻加熱求解器的前提假設是未考慮渦流效應、無磁效應或任何其他靜電效應、沒有接觸的導體不會發生相互作用，其主要目的是研究電流通過導體產生的熱量，并觀察其對溫度的影響。特殊應用包括電阻點焊（RSW）和電池建模（在正常充電條件下和放炮期間）。當兩個導體相互接觸時，會產生短路，電流應在兩部分之間流動。
展開 而Comsol作為一款多物理場仿真軟件，其“多孔彈性”接口很好的做到了達西定律與固體力學的耦合，對于評估流體導致巖土體的變形有很大的優勢?；诖?，文中以某實際滑坡案例為基礎，利用Comsol多物理場數值模擬軟件對滑坡進行了流-固耦合計算，獲取了滑坡的變形破壞機理及特征。
關鍵詞：Comsol多物理場仿真軟件;流-固耦合;滑坡;
引言
Comsol多物理場仿真軟件，涉及電氣、結構、聲學、流體、傳熱等各個學科領域，對流-固耦合計算有天然的優勢。對于針對滑坡問題中流-固耦合計算他有專門的計算接口“多孔彈性”接口，該接口主要對達西定律與固體力學進行了耦合。多孔塌陷模型主要描述了多孔介質中流體與基體變形之間的相互作用，基體中流體的變化將產生流體壓力或同等水頭。因此在模擬水對巖土體作用時，其所采用的本構方程具有極大的優勢。
西南某滑坡處于淺層變質巖區域，該區域年降雨充沛，基巖裂隙十分發育。因此，地下水較為發育，滑坡區內可見多出下降泉。研究區內主要分布巖性較為單一，為粉砂質泥巖，是地下水主要賦存介質。經實地調查，該滑受地下水影響明顯，因此有必要進行流-固耦合計算?；诖耍闹羞x用Comsol多物理場仿真軟件對該滑坡進行了流固耦合計算，分析了地下水對滑坡的作用特征與機理[1]。
一、軟件介紹
COMSOL Multiphysics是一款通用的多物理場耦合仿真軟件，內部提供完全耦合的多物理場和單物理場建模功能、仿真數據管理，可用于工程、制造和科學研究的絕大多數領域。涉及電磁、結構&聲學、流體&傳熱、化工等四個大專項，下含結構力學模塊、巖體力學模塊、多孔介質流模塊、地下水流模塊、管道流模塊、波動光學模塊、射線光學模塊、等離子體模塊、半導體模塊等36個模。內置耦合物理場外，還可自定義物理場方程以進行多物理場耦合分析[2,3]。
展開 多物理場仿真是一種綜合利用多個物理學領域的數學模型和仿真方法，以模擬復雜系統中不同物理場之間的耦合作用。它在工程設計、產品優化和材料研究等領域有廣泛應用。
然而，多物理場仿真面臨建立準確的物理模型、處理耦合問題和對計算資源的要求等困難。多物理場仿真在解決復雜系統耦合問題的有效性是一個值得探討的話題。
本周討論話題：多物理場仿真是否是CAE的未來發展方向？它能否準確分析不同物理場之間的耦合效應？多物理場仿真有何困難，如何提高仿真效率？
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展開 各企事業單位、高等院校及科研院所：
COMSOL是一款大型的高級數值仿真軟件，廣泛應用于各個領域的科學研究以及工程計算，在多物理場耦合分析方面有其獨到的優勢，因此被應用于各個相關科研和產品研發領域，在我國擁有非常廣闊的前景。多物理場耦合仿真分析是近年來應用比較廣泛的有限元仿真分析方法，大大的縮短了產品研發周期，提高科研效率。為進一步推動高等院校、科研院所及企事業單位在COMSOL多物理耦合研究工作的開展，中科軟研（北京）科學技術中心（http://www.fzby.org.cn/）特邀一線專家共同舉辦COMSOL通用多物理場耦合仿真核心技術應用與案例實戰在線培訓班。本次培訓課程從幾何創建、交互式網格剖分技術、模型設定、后處理、多物理場模擬等方面進行了介紹，并結合實際案例進行了詳細的講解和具體的操作指導。由中科軟研（北京）科學技術中心主辦、北京富卓佰揚科技有限公司承辦。具體事宜如下：
1 培訓目標
1、能夠利用COMSOL軟件進行具體項目和科研工作的開展；
2、對配套的專業多物理場仿真理論有較深的理解，并掌握軟件的使用。
3、通過原理解析、大量實例操作強化應用，提升學員解決實際工程問題的能力。
4、建立學員微信群，學完后可以繼續在群里與主講老師、同學交流問題，鞏固學習內容。
注：參加線上培訓，以后本人可以免費參加相同線上及線下課程，不限次數、學會為止！
2 培訓優勢
1、報名繳費后提前獲取電子講義及模型，可提前預習；全程錄制視頻，支持回放；
2、培訓老師理論和工程經驗豐富，我們會結合學員實際需求備課并補充相關內容；
3、培訓結束后，培訓老師留給學員手機和Email，提供技術支持，充分保證培訓后出效果。
3 培訓專家
中國科學院、清華大學、四川大學等科研機構的高級專家。
展開 張楊
安世亞太北京分公司
隨著計算機性能的發展，大規模仿真和復雜模型的計算效率得到大大提升，因此多物理場耦合技術也越來越多的應用在產品設計的過程之中。對于仿真工程師而言，掌握多物理場仿真的基本方法，已經成為技術發展的一個主旋律。
對于不同的物理場耦合問題，我們通常需要采用不同的數值耦合方式進行仿真。如下圖所示，對于常見的多物理場仿真計算，主要根據耦合的強弱程度分為四個計算場景：單向耦合（順序耦合）、雙向顯式耦合、雙向隱式耦合、完全耦合。
圖 1 多物理場耦合的幾種場景
單向耦合技術的應用場景
對于物理場景中耦合需求并不強烈的問題（比如共軛換熱產生的熱應力，或者小形變問題等），我們都應該采用單向耦合，或者叫順序耦合。這一類耦合技術的特點是仿真計算結果的輸出與加載帶有明顯順序性；同時，單向耦合計算也都默認這一規則：下游的仿真計算結果不會對上游的計算產生任何影響。
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擁有多年工程仿真經驗，現從事仿真技術應用與技術支持工作，面向電子高科技、汽車、家電等行業，專注結構/流體/熱多物理場耦合仿真應用。
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主題簡介：在產品研發過程中，如何更高效地完成設計探索與參數優化，始終是提升創新效率的關鍵。
1.【2024年二等獎】鄺男男 | 中汽研(天津)汽車工程研究院有限公司，碰撞工況下動力電池系統多物理場耦合仿真研究：使用LS-DYNA所構建的電池系統多物理場耦合仿真模型，與傳統的電池系統力學模型相比，能夠模擬電池系統受到擠壓碰撞后的溫度、電壓變化趨勢，可從多角度評估電池系統安全特征，屬于國內首次具有較為完整的將多物理場電池擠壓用在整車碰撞級別的應用。
流體力學仿真（CFD）僅能計算風力載荷，但要評估結構在這些時變載荷下的動態響應（應力、變形、穩定性、振動頻率），則需要在CFD基礎上耦合結構力學分析模塊（如FEA有限元分析），這種多物理場仿真技術稱之為流-固耦合仿真（FSI）。
流-固耦合仿真（FSI）：計算流體域的流場壓力實時作用于固體結構網格上，結構的變形或振動也反過來影響流體邊界的形狀及流動狀況。
運用多物理場仿真技術，能夠在產品開發早期實現對結構強度、熱管理、電池安全、以及整車系統耦合行為的預測與優化，大幅降低試錯成本，加快產品合規迭代<strong>。5月21日，Ansys將在無錫舉辦「新國標時代的電動雙輪車：安全挑戰與仿真賦能」技術研討會，圍繞新國標帶來的技術挑戰與仿真解決方案展開深入探討，誠邀您報名參會。
在AI算力、高速互聯與高功率密度電子系統快速發展的推動下，PCB正從傳統載體升級為決定整機性能與可靠性的關鍵，不斷迭代信號速率，大規模的高密度互聯，正在將傳統的設計與制造經驗推向極限。傳統的 “試錯法” 設計周期長、成本高，已無法滿足快速迭代的市場需求，面對多物理場耦合的復雜挑戰，Ansys 提供了業界最完整的仿真解決方案，在設計早期就精準預測并解決潛在問題，提升良率降低成本。
6月10
擴展后的多物理場仿真與分析能力，進一步增強了在光子、電氣和熱等多個領域的覆蓋。面向 COUPE 的設計使能涵蓋 Ansys Zemax OpticStudio? 的光路徑仿真、Ansys Lumerical? 的光子器件仿真、HFSS?IC Pro 的電磁提取，以及 RedHawk?SC Electrothermal 的熱—電協同仿真。
采用Ansys仿真平臺，能夠對機器人用的電機、電機控制器、PCB板、電源、電池等，進行電磁性能、電磁兼容性能、溫度性能、結構穩定性等多物理場的仿真分析和優化，協助用戶設計出性價比高、性能穩定的機器人。
科普時刻 | 什么是跌落測試？17天前
多物理場仿真
在仿真領域，人們大力推動充分利用LS-DYNA軟件等工具中的多物理場功能，并將其與Ansys Mechanical?軟件、Ansys Sherlock?工具、Ansys Icepak?軟件和Ansys Fluent?應用耦合。這樣，便可以評估跌落產生的載荷和變形如何影響產品的性能和可靠性。
Generation，Structure Generation，SDevice and Lumerical FDTD
目標受眾：光子學工程師、電子工程師
PyLumerical
功能描述：一種現代化、符合Python風格的Lumerical工具自動化方法
解決的問題：利用純Python語言實現Lumerical自動化，并結合pyOptiSLang、PySpeos、PyAEDT多物理場仿真工具及各類
該一體化優勢具體落地于全流程各環節：在設計建模階段，可快速搭建非球面透鏡組、DOE、微透鏡陣列、LC-SLM等各類光學元件及系統模型，兼容論文中提及的各類物理公式與算法，無需手動編程即可完成復雜模型的構建；在仿真驗證階段，可同步實現幾何光學光線追跡、物理光學衍射仿真、偏振調控、電光效應等多物理場耦合仿真，復現各類整形方案的實際效果，量化分析均勻性、能量利用率、衍射效率等核心指標，與實驗結果的吻合度達
