多尺度 — CAE术语解释

多尺度分析是连接不同尺度（原子→微观→介观→宏观）物理的手法。例如预测复合材料强度时，用RVE（代表体积单元）求解纤维和基体的微观结构，将得到的等效特性传递给宏观结构分析。

如果对汽车部件中的纤维逐条建模，单元数会达到10¹⁵个左右，即使用全球所有超级计算机也无法计算。多尺度的本质就是将微观信息"桥接"到宏观的手法。

CFRP部件设计是代表例。使用Digimat等工具从纤维取向的微观模型预测弹性常数和强度，然后将其作为宏观结构FEM的材料数据使用。还有与注塑成型仿真（Moldflow）的纤维取向结果进行耦合的工作流。

正在研究分子动力学（MD）→粗粒化MD→连续体FEM的分层多尺度手法。例如从MD预测聚合物的粘弹性，或从DFT（密度泛函理论）导出金属的晶体塑性数据。实用化还需要时日，但是一个有前景的领域。

从RVE的均质化入手的话，更容易掌握概念。