耦合场分析很神秘？本文带你轻松入门！

00 背景

    很多用户已经能熟练掌握自己的分析领域，但一直不敢接触多物理场分析。其实ANSYS WB提供了非常友好便捷的多物理场仿真界面，笔者抛砖引玉，师傅领进门，修行在个人。

01 导读

    WB提供了四种多物理场分析模块。静力、模态、谐响应以及瞬态。

    这些分析模块支持的多物理场如下。结构场、声场、电场以及温度场(热场)。

02 物理场取舍

   对耦合场静力分析来说，允许同时进行四种物理场的耦合分析，但用户可以根据自己需要进行物理场的取舍。

    物理场取舍方法在于物理域的设置。

03 Environment选项卡

    添加物理域。

    结构场的边界条件。

    声场的边界条件。

    温度场(热场)的边界条件。

    电场的边界条件。

04 耦合方法

    耦合方法分为强耦合(S)和弱耦合(W)。

    结构场-温度场耦合分析中对耦合方法的描述。

    强耦合：强耦合在刚度和阻尼矩阵中产生非对角项。结构场和热场之间同时耦合，并在一次迭代后提供耦合响应。

    弱耦合：该耦合方法仅考虑使用荷载向量项的耦合效应，该荷载向量项是通过单独计算温度场变化引起的热应变实现的效应，温度场变化会影响结构的位移，材料属性的变化会导致发热或热损失。因此，弱耦合至少需要两次迭代才能实现耦合响应。

05 总结

    在WB中，耦合场分析和单场分析的操作几乎一样，所以在操作层面不存在障碍。笔者认为，耦合场分析最大的障碍在于对物理场本身的理论认知和经验体会。比如当做结构声场耦合时，需要对结构分析和声学分析都有认知和经验；做结构热场耦合时，需要对结构分析和热分析都有认知和经验。