第1章
多物理场仿真概述
什么是多物理场耦合、常见耦合类型(热-结构、流-固、电-磁-热)、仿真在工业中的应用价值。
耦合基础工业应用
第2章
仿真工作流基础
前处理(几何建模、网格划分)、求解器设置(边界条件、载荷、求解控制)、后处理(结果提取、可视化)。
工作流前处理后处理
第3章
几何建模与导入
CAD模型清理、简化与修复、参数化建模、不同CAD格式的导入导出 (STEP, IGES, Parasolid)。
CAD格式转换参数化
第4章
网格划分策略
网格类型(四面体、六面体、棱柱)、网格质量指标(偏斜度、正交质量)、局部网格细化技术。
网格质量指标细化
第5章
材料属性定义
线弹性材料、超弹性材料、热物理属性(导热系数、比热容)、电磁属性(介电常数、磁导率)。
材料模型热属性电磁
第6章
边界条件与载荷
固定约束、位移载荷、压力载荷、热通量、对流换热、电磁激励。
边界条件载荷激励
第7章
求解器与算法
直接求解器 vs 迭代求解器、瞬态 vs 稳态、非线性求解策略(牛顿-拉夫森法)。
求解器算法非线性
第8章
热-结构耦合分析
热膨胀引起的应力、热应力计算、顺序耦合 vs 直接耦合方法。
热应力顺序耦合直接耦合
第9章
流-固耦合分析
单向耦合 vs 双向耦合、动网格技术、流场压力映射到结构表面。
FSI动网格压力映射
第10章
电-磁-热耦合分析
焦耳热效应、感应加热、电磁力与热源的耦合计算。
焦耳热感应加热电磁热
第11章
压电耦合分析
正压电效应与逆压电效应、压电材料参数设置、电压与位移的耦合。
压电正逆效应机电耦合
第12章
声-结构耦合分析
声压场与结构振动的相互作用、声固耦合边界条件、声学网格要求。
声振声固耦合声学网格
第13章
多相流与传热耦合
气-液两相流、相变传热(蒸发、冷凝)、VOF方法与Level Set方法。
多相流相变VOF
第14章
疲劳与断裂耦合分析
热-机械疲劳、裂纹扩展与应力场耦合、Paris公式应用。
疲劳断裂Paris
第15章
优化设计与参数扫描
目标函数定义、设计变量、灵敏度分析、响应面优化。
优化参数扫描响应面
第16章
仿真自动化与脚本
Python脚本控制仿真流程、参数化批量计算、结果自动提取。
自动化Python批量
第17章
高性能计算与并行仿真
分布式内存并行、共享内存并行、GPU加速、集群作业调度。
HPC并行GPU
第18章
结果验证与实验对比
网格收敛性分析、实验设计(DOE)、仿真与测试数据的相关性分析。
验证DOE相关性
第19章
不确定性量化
输入参数的不确定性、蒙特卡洛模拟、随机有限元法。
不确定性蒙特卡洛随机FEM
第20章
多尺度耦合仿真
宏观-微观耦合、均质化方法、代表体积单元(RVE)技术。
多尺度均质化RVE
第21章
电磁-热-流耦合(电机散热)
电机铜耗与铁耗计算、风冷与水冷散热仿真、温度场分布。
电机散热风冷水冷
第22章
流-固-热耦合(电子散热)
芯片热源模型、风扇流场、散热器热应力、热循环寿命预测。
电子散热热应力寿命
第23章
电-热-结构耦合(MEMS器件)
微梁的热驱动、静电吸合效应、热-电-机械耦合分析。
MEMS静电吸合热驱动
第24章
声-振-热耦合(汽车NVH)
发动机振动噪声、排气系统热变形、车内声场预测。
NVH声振热汽车
第25章
生物传热与血流耦合
激光热疗、射频消融、血流与组织热交换、Pennes生物传热方程。
生物传热血流Pennes
第26章
新能源电池热管理
电化学-热耦合模型、电池单体与模组热仿真、液冷板设计优化。
电池热管理电化学液冷
第27章
增材制造过程仿真
激光粉末床熔融、热应力与变形、逐层沉积模拟、扫描策略优化。
增材制造LPBF热应力
第28章
耦合仿真软件实操(COMSOL)
模型向导设置、多物理场节点添加、求解器配置、结果后处理。
COMSOL实操多物理场
第29章
耦合仿真软件实操(ANSYS Workbench)
系统耦合搭建、数据传递设置、Mechanical与Fluent联合仿真。
ANSYSWorkbench联合仿真
第30章
综合实战项目
电动汽车电机控制器多物理场仿真(电-磁-热-流-结构全耦合),从建模到报告输出。
实战电机控制器全耦合