李淑君，王惠泉，赵文玉，孟文俊，文 豪

（1.山西三明重工机械制造有限公司，山西 晋中 030600；2.北京起重运输机械设计研究院，北京 100007；3.太重集团 矿山设备分公司，山西 太原 030024；4.太原科技大学 机械工程学院，山西 太原 030024）

0 引言

目前，在工程实际中，很多多物理场耦合作用下的实验还不具备开展条件，且无具体的理论指导设计，必须采用数值仿真［1，2］的方法来研究和测评。因此，有必要建立一套仿真建模方法来进行多物理场耦合分析。COMSOL Multiphysics具有高效的计算性能能力和独特的多场全耦合分析能力，因此可以保证数值仿真的高度精确［3，4］。本文在相关理论研究的基础上，提出基于COMSOL Multiphysics的声振耦合、热力耦合、热声耦合等的建模方法，并对软件在耦合仿真中的前后处理着重进行分析。

1 声振耦合

1.1 声振耦合仿真建模方法

在声振耦合界面必须满足两个连续条件：声压连续、法向加速度连续［5］。在进行声振耦合仿真时必须考虑此边界条件。

声振耦合仿真建模方法如下：首先在COMSOL Multiphysics软件中调用压力声学模块和结构力学模块；然后在压力声学模块中加载边界载荷法向加速度，调用结构力学中的参数，在结构力学模块中加载边界条件压力，调用压力声学中的压力参数。完成设置后，软件即可根据其内部算法在代表两个物理场的模块间互相迭代，直至求解结束。

1.2 应用实例

为验证此方法的正确性，选取一个简单的算例应用以上方法进行声振耦合仿真分析。将一个圆柱形的铝块置于水中，有一个平面波入射进来，仿真计算平面波经水入射到铝柱外表面，然后铝柱外表面反射，最终入射波与反射波叠加的过程。……