电磁热耦合仿真探讨一

今天开一个小话题，关于电磁-热耦合的计算方法。也就是很多年前开始一直各大CAE厂商开始说的“多物理场”，电磁热就属于多物理场中的一种情况。热（温度）影响产品的性能、寿命、安全性。比如用手机刷视频玩游戏久了发烫就卡了；电脑计算温度高了容易死机，计算效率变低；超导会失超；人热了也会变得更加烦躁……脑子一热往往就会做错事。

所以热这个电磁的衍生产物如同噪声、结构应力一般，在工业领域都需要去做一些“热设计”。

先聊聊纯热的问题，描述热的数学语言是热扩散方程：

可见温度随着时间的变化受密度、比热容、热量、热导率、温度梯度决定。

如果我们在意的是最终的稳态温度，那么直接就是个泊松方程：

计算电磁热的话，我们就是把电磁产生的Q给算出来就可以得到想要的温度场的东西了。可见热本身求解是很简单，重点是热源的计算和边界条件的准确给定了。

一些热和数学语言的对应关系，以及我自己通俗理解的东西：

绝热，温度在各个方向上没有变化：

恒温，某个三维空间坐标上的温度不变：

热流，某个位置温度的变化能力的一种描述：

热传递，相对周围温度的热流传递效果：

热辐射，相对周围温度的辐射热传递效果：

电磁分为静态场、稳态场（频域）、瞬态场（时域）、包含运动的瞬态场。

温度场分为静态、瞬态两种。

现在要将电磁热耦合计算的话，我大致将其分为下列几种类型：

1.静态电磁-静态热：纯静态问题，最简单的形式、原理简单，举例如计算直流导线的欧姆热温度场。

2.稳态电磁-静态热：准静态问题，计算更关心最终的温度，而不是温度变化的过程，举例如计算干式变压器的热点温度

3.瞬态电磁-瞬态热：关心温度的变化过程，变化时间，如电磁炉烧水到沸腾的时间。

4.运动瞬态场-静态热：关心运动物体的最终温度，如电机的稳态温升问题。

5.运动瞬态场-瞬态热：关心运动物理的温度变化过程，如电磁弹射温度问题。

如上都是我个人对一些概念的理解，有错误一定要指正以防我在开始就错了。接下来我会就着这些方向聊聊这其中的难点、重点，以及不足的地方，具体怎么写其实我也没有想好。今天先起个头，一点点再灌水，然后以后再加入结构应力一起聊。