多物理场仿真的必要性是:使用多物理场可以模拟复杂的物理现象,例如模拟不同类型的流体的运动、热量的传播、声音的传播等,同时也可以减少计算的复杂性,提高计算的效率。
多物理场(英语:Multiphysics)为耦合有多个同时发生的物理场的过程或系统,以及对此类过程和系统的研究[1]。作为一个跨学科的研究领域,多物理场涵盖了科学和工程当中的许多学科,是一种杂合了数学、物理、科学与工程应用以及数值分析的应用课题。
其中,数学通常涉及偏微分方程和张量分析,而物理则指常见类型的物理场或者物理过程。多物理场的应用涉及一个或者多个以上的物理过程或者物理场,典型的应用包括土体固结理论、流体动力学模拟、电动力学应用、计算电磁场、传感器(如压电材料)的设计、流体——结构相互作用、多孔材料中的能源和气候变化研究等。
多物理场的种类:
“多物理场”中的“物理”一词指的是“物理场”,多物理场即指多个物理场的共存。在物理学中,一个物理场指一个物理量的值在时间和空间中的分布,例如在气象云图中,矢量可以代表图中每一点的面风速度(包括速度和方向),这就可以理解为一个速度场。
在另一个典型的例子中,一个电场可以被看作是一个从电荷中发散出的电场在空间的延展:空间中每一个点都可以有一个跟位置相关的物理量的值(如场强和电势)。如果将一个试验电荷放在这个电场,则颗粒会被与位置相关的场加速。可能归因于后面一个例子,物理学家倾向于将场理解为产生力的根源。
物理场的概念在大多数科学和工程学科都有使用,但一个学科或者子学科通常只关注某一类物理场,因此多物理场成为了一个极为交叉的学科。多物理场通常使用合成词汇来表示。