扬声器跌落仿真

所有实际产品的工程问题，归根结蒂还是要转化到物理场的求解。物理学的研究和发展一直和数学紧密关联。从近代物理学起点牛顿力学体系中，质点和刚体的运动可以用常微分方程来描述。慢慢随着变分法的发展，人们从力学，热学，电磁学等理论中归纳总结出各种偏微分方程。一般来说，把具有物理意义的积分方程，常微分方程，偏微分方程都统称为数学物理方程。数学和物理的发展改变了我们认知世界的方式。我们习惯把自然中各种现象划分为清晰的学科来分类研究。这种思维方式主要是由于人类研究物理的手段有限造成。只能进行简化——单物理场研究。比如，使用Navier-Stoke方程解决流体问题，对流扩散方程解决热量传递，麦克斯韦方程组解决电磁场，波动方程描述声音传播等。然而实际的客观世界是非常复杂的。各种物理过程相互影响。现在我们可以通过联立偏微分方程组，从多物理场的角度重新认知客观世界。流体的流动会导致热量的传递。从简化模型的角度，可以先计算流体，然后再计算流体中热量传递。即单向耦合。单如果流体密度和粘度随温度变化较大，就必须同时求解流体流动和热量传递。即双向耦合，也称之为强耦合。从扬声器来说，磁场对音圈存在洛伦兹力，从而使得音圈上下运动；而通电音圈会造成磁场分布变化，其运动也会形成反向电动势。振膜驱动空气振动，发出声波；而空气同样对振膜会存在作用力，使得振膜的振动发生变化。这些多物理场强耦合问题的仿真和解决，说明我们在以一种更深刻，更接近本质的方法来重新认知世界。(文字写得太多，估计也没太多人会细看。就当记录一些想法。)来源：声学号角