基于MATLAB的权函数边界单元法电磁场与弹性力学仿真平台

资 源 简 介

本项目采用边界单元法开发MATLAB仿真平台，支持电磁场分布分析、弹性力学应力应变计算及多物理场耦合求解。通过边界离散化实现降维高效计算，提供可视化分析功能，适用于工程科学领域的数值模拟研究。

详 情 说 明

面向电磁场与弹性力学问题的权函数边界单元法仿真平台

项目介绍

本项目是基于边界单元法（BEM）开发的数值仿真平台，专门用于求解电磁场和弹性力学问题及其耦合问题。平台通过边界离散化技术实现计算维度的降低，显著提升计算效率。核心功能包括权函数计算模块的构建、物理场分布分析以及可视化结果输出，为相关领域的科研与工程应用提供高效、准确的仿真工具。

功能特性

• 多物理场支持：支持二维与三维场景下的静/准静态电磁场分析、弹性力学应力应变计算，以及电磁-力学的耦合问题求解。
• 高效边界元算法：采用边界积分方程，将问题维度降低一阶，减少计算资源消耗。
• 核心算法模块：实现了边界元的离散化处理、奇异积分的精确计算、适用于耦合问题的格林函数构造。
• 先进的网格技术：支持自适应网格划分与高阶形函数插值，平衡计算精度与效率。
• 全面的结果输出：提供边界权函数分布、全场物理量云图、误差分析报告及交互式可视化界面。

使用方法

1. 准备输入数据：

* 几何模型：提供边界节点的坐标矩阵和单元的连接矩阵。 * 材料属性：设定材料的介电常数、磁导率、弹性模量、泊松比等参数。 * 边界条件：指定边界上的电势、磁场强度、位移约束或面力分布。 * 求解参数：配置频率、载荷幅值、求解精度阈值等控制参数。

1. 运行仿真：执行主程序，平台将自动进行边界离散、积分计算和方程求解。

1. 分析结果：程序运行后，可获取权函数分布矩阵和物理场云图，并通过交互界面进行切片观察、等值线提取等详细分析。

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11，Linux 发行版，或 macOS。
• MATLAB：版本 R2018a 或更高版本。
• 必备工具箱：需要 MATLAB 的 PDE Toolbox 以及 Image Processing Toolbox 支持。
• 内存：推荐 8 GB 或以上，处理复杂三维模型时建议 16 GB。
• 存储空间：至少 1 GB 可用空间。

文件说明

主程序文件整合了仿真平台的核心流程，其功能包括：初始化计算环境并读取用户输入的几何与物理参数；根据问题类型自动选择相应的边界元法与权函数计算模块；执行边界积分计算，并妥善处理积分过程中的奇异性问题；求解最终的线性代数方程组，获得边界上的未知量分布；对内部点的物理场进行后处理计算，并驱动可视化模块生成云图与交互界面。