多物理耦合仿真算法及软件研发实践

课程编码：180093080805P0001H 英文名称：Software Research and Development for Numerical Calculation of Coupled Multi-physical Fields 课时：20 学分：1.00 课程属性：高级强化课 主讲教师：徐小宇

本课程为面向电子、电气、通信及相关专业的研究生的创新实践类高级强化课。本课程主要以电磁及多物理场建模仿真计算研究过程中的研发实践为主要内容，从CAE软件的算法基本原理（包括电磁场数值计算方法、多物理场耦合模式）、软件基本结构，并详细对比分析自主研发的软件EMPbridge、商业软件COMSOL等，引导学生更深入地理解商业软件运行方式、研发模式，提高学生运用基本物理原理、数值算法解决在科研与工程实践中的具体问题的能力，提高学生对建模仿真软件既有能力和发展模式的认识水平。

高等数学;大学物理;电磁场数值分析

第一章 各类电磁问题区别及在数值计算中的体现 4.0学时 徐小宇
第1节 以静电场为例的数值计算基本理论与流程
第2节 各类电磁问题及区别
第3节 求解变量选择
第4节 各类电磁问题数值计算区别
第5节 软件研发中的体现及工程实践
第二章 多物理场耦合模式及数值实现 4.0学时 徐小宇
第1节 多物理场典型应用类型和场景
第2节 多物理场耦合形式
第3节 多物理场耦合模式
第4节 多物理场耦合计算数值实现
第5节 软件研发中的体现及工程实践
第三章 自主算法及软件平台实现实践 4.0学时 徐小宇
第1节 CAE软件总体框架分析
第2节 模块分析及软件框架设计
第3节 几何实体建模模块
第4节 网格模块
第5节 边界条件及激励模块
第6节 算法模块
第7节 后处理模块
第8节 软件扩展性问题
第四章 提升分析效率的若干关键问题剖析 4.0学时 徐小宇
第1节 收敛性及效率相关概述
第2节 物理问题及控制方程相关问题
第3节 网格剖分相关问题
第4节 矩阵求解相关问题
第5节 并行计算相关问题
第6节 软件实践相关问题
第五章 时/频域、高/低频等问题数值计算 4.0学时 徐小宇
第1节 时/频域问题数值计算及实践
第2节 高/低频问题数值计算及实践
第3节 非线性/多尺度等问题计算
第4节 逆问题/优化问题计算及新兴计算

徐小宇，副研究员。在中国科学院电工研究所工业仿真计算技术研究部从事电磁建模仿真研究、模型降阶技术研究、CAE/EDA仿真软件平台开发等工作。主要研究方向包括电磁及多物理耦合分析方法、电子电气材料建模与仿真、器件与系统建模与设计优化等。开发有电磁及多物理场耦合分析软件平台等。主持或参与多项国家项目、企业项目等。