stringtranslate.com

Мультифизическое моделирование

В вычислительном моделировании мультифизическое моделирование (часто сокращенно просто «мультифизика») определяется как одновременное моделирование различных аспектов физической системы или систем и взаимодействий между ними. [1] Например, одновременное моделирование физического напряжения на объекте, распределения температуры объекта и теплового расширения, которое приводит к изменению распределения напряжения и температуры, будет считаться мультифизическим моделированием. [2] Мультифизическое моделирование связано с многомасштабным моделированием, которое является одновременным моделированием одного процесса либо в нескольких временных, либо в нескольких масштабах расстояния. [3]

Как междисциплинарная область, мультифизическое моделирование может охватывать многие научные и инженерные дисциплины. Методы моделирования часто включают численный анализ , уравнения в частных производных и тензорный анализ . [4]

Процесс мультифизического моделирования

Реализация мультифизического моделирования представляет собой типичную последовательность шагов: [1]

Математические модели

Математические модели, используемые в мультифизических симуляциях, обычно представляют собой набор связанных уравнений. Уравнения можно разделить на три категории в соответствии с природой и предполагаемой ролью: основное уравнение , вспомогательные уравнения и граничные/начальные условия . Основное уравнение описывает основной физический механизм или процесс. Мультифизические симуляции численно реализуются с помощью методов дискретизации, таких как метод конечных элементов , метод конечных разностей или метод конечных объемов . [5]

Проблемы мультифизического моделирования

Вообще говоря, мультифизическое моделирование намного сложнее, чем моделирование отдельных аспектов физических процессов. Основной дополнительной проблемой является то, как интегрировать множественные аспекты процессов с правильной обработкой взаимодействий между ними. Такая проблема становится довольно сложной, когда для моделирования отдельных физических аспектов используются различные типы численных методов. Например, при моделировании проблемы взаимодействия жидкости и конструкции с типичным эйлеровым методом конечных объемов для потока и лагранжевым методом конечных элементов для динамики конструкции.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Liu, Zhen (2018). Мультифизика в пористых материалах. Cham, Швейцария: Springer. ISBN 978-3-319-93028-2. OCLC  1044733613.
  2. ^ "Мультифизика переносит реальный мир в симуляции". 2015-03-16 . Получено 2018-08-19 .
  3. ^ Гроен, Дерек; Засада, Стефан Дж.; Ковени, Питер В. (март 2014 г.). «Обзор многомасштабных и мультифизических приложений и сообществ». Вычислительная техника в науке и технике . 16 (2): 34–43. arXiv : 1208.6444 . doi : 10.1109/mcse.2013.47. ISSN  1521-9615. S2CID  6301539.
  4. ^ "Multiphysics Learning & Networking - Домашняя страница". www.multiphysics.us . Получено 19 августа 2018 г.
  5. ^ Багвелл, Скотт; Леджер, Пол Д.; Джил, Антонио Дж.; Маллетт, Майк; Крайп, Марсель (2017-12-07). «Линеаризованная структура конечных элементов hp для акусто-магнито-механической связи в осесимметричных сканерах МРТ». Международный журнал численных методов в машиностроении . 112 (10): 1323–1352. doi : 10.1002/nme.5559 . S2CID  125715500.