ANSYSWorkbench17.0多物理场耦合分析精通

在自然界中存在4种场：位移场、电磁场、温度场和流场。这4种场之间是互相联系的，现实世界不存在纯粹的单场问题，遇到的所有物理场问题都是多物理场耦合的，只是受到硬件或者软件的限制，人为地将它们分成单场现象，以便各自进行分析。有时这种分离是可以接受的，但对于许多问题，这样计算将会得到错误结果。因此，在条件允许时，应该进行多物理场耦合分析。

多物理场耦合分析是考虑两个或两个以上工程学科（物理场）间相互作用的分析，例如，流体与机构的耦合分析（流固耦合），电磁与结构耦合分析，电磁与热耦合分析，热与结构耦合分析，电磁与流体耦合分析，流体与声学耦合分析，结构与声学耦合分析（振动声学）等。以流固耦合为例，流体流动的压力作用到结构上，结构产生变形，而结构的变形又影响了流体的流道，因此是相互作用的问题。

耦合分析总体来说分为两种：单向耦合与双向耦合。

单向耦合：以流固耦合分析为例，如果结构在流道中受到流体压力产生的变形很小，忽略掉也可满足工程计算的需要，则不需要将变形反馈给流体，这样的耦合称为单向耦合。

双向耦合：以流固耦合分析为例，如果结构在流道中受到的流体压力很大，或者即使压力很小也不能被忽略，则需要将结构变形反馈给流体，这样的耦合称为双向耦合。

ANSYS Workbench还可与ANSOFT Simplorer软件集成在一起实现场路耦合计算。场路耦合计算适合于电动机、电力电子装置及系统、交直流传动、电源、电力系统、汽车部件、汽车电子系统、航空航天、船舶装置与控制系统、军事装备仿真等领域的分析。

在ANSYS Workbench中，多物理场耦合分析可以分析基本场之间的相互耦合，其应用场合包括以下几个方面。

1.流固耦合(www.xing528.com)

汽车燃料喷射器、控制阀、风扇、水泵等；航天飞机机身、推进系统及其部件；可变形流动控制设备、生物医学上血流的导管及阀门、人造心脏瓣膜等；纸处理应用、一次性尿布制造过程。

2.压电应用

换能器、应变计、传感器等；传声器系统；喷墨打印机驱动系统。

3.热-电耦合

载流导体、汇流条等；电动机、发电机、变压器等；断路器、电容器、电抗器等；电子元件及电子系统；热-电冷却器。

4.MEMS应用

MEMS梳状驱动器（电-结构耦合）；MEMS扭转谐振器（电-结构耦合）；MEMS加速计（电-结构耦合）；MEMS微泵（压电-流体耦合）；MEMS热-机械执行器（热-电-结构耦合）；其他大量的MEMS装置等。