一、课程概述
电磁多场耦合力学研究是自上世纪90年代以来兰州大学力学学科在国内最早开展相关研究的主体单位。进入新世纪后，这一围绕多场耦合特色方向的研究又拓展到了风沙环境力学研究领域，目前这两个特色研究领域成为兰州大学力学办学的特色及优势方向，在国内外具有显著的影响力。
为了培养学生掌握多场耦合的基本理论与方法，自2009年修订力学学科研究生培养方案以来，《耦合场理论与数值仿真》作为兰州大学力学专业研究生的特色专业类课程而持续开设。该课程属于力学、数学、物理以及计算科学的交叉，是针对多场耦合非线性力学前沿的基础专业课程。
二、先修课程
具有一定的数学和力学基础知识，修完相关的学位通识课程。例如：高等数学、常微分方程、数学物理方程、弹性力学、流体力学、连续介质力学、数值计算方法等。
三、课程目标
耦合场分析是现代多学科交叉以及众多科学与工程问题中越来越予以关注的重要问题。本课程目标是通过介绍与力学前沿课题关联的耦合问题基本特征、基本理论来培养学生的综合科学素质、驾驭多场分析的基本方法，并能应用于越来越多的多场耦合问题的科学研究中。
课程的主要内容包括：多场耦合问题的一般理论、特征以及数值仿真方法介绍；与力学关联的一些典型的多场耦合问题，如热弹性耦合、流－固耦合、磁弹性耦合、磁热弹性耦合、压电－结构耦合等的基本概念、方程、耦合特征与求解方法等。
四、适用对象
力学及相关专业硕士、博士研究生
五、授课方式
以课堂讲授为主，同时配合以学生讨论以及围绕相关课题的课后调研和讨论为辅；坚持理论教学与实际问题解决相结合模式。
讲授内容为耦合场基本理论以及一些具有典型代表的文献资料，同时结合授课教师团队的相关专题的科学研究经历；
学生个人及组团调研与讨论主要围绕学生或研究团队从事的多场耦合相关内容，以及其个人感兴趣的耦合场方向。
六、课程思政教育内容与教学设计
将该课程的讲授内容与思政教育进行有机结合，探索研究生课程思政课程的教学模式。
（1）将科学逻辑思维、多场耦合建模思想贯穿于授课内容全过程，培养学生辩证思维能力；
（2）结合耦合场领域一些国内、外重要进展，穿插主要代表性科学家的发现问题、分析问题、解决问题的过程介绍，启发创新思维与意识，培养学生科学解决复杂问题的素养和能力；
（3）结合科学前沿，介绍我国科学家以及相关大型科学工程中的耦合场问题以及贡献，突出面向国家需求、面向工程与技术瓶颈问题的科学攀登精神和科学家精神等。
七、课程内容
第一章 耦合场的理论以及一般方法（15学时）
§ 1、课程导论、耦合问题基本概念
§ 2、耦合问题分类、多场耦合问题及特征
§ 3、一些典型的两场耦合问题及其特征
§ 4、一些典型的三场及多场耦合问题及其特征（1）
§ 5、一些典型的三场及多场耦合问题及其特征（2）
第二章 热弹性耦合问题专题（6学时）
§ 1、热弹性问题的基本特征、方程
§ 2、热弹性耦合问题的解析求解
§ 3、热弹性耦合问题的数值求解以及一些算例
第三章 流－固耦合问题专题（6学时）
§ 1、流－固耦合问题的基本特征、方程
§ 2、流－固性耦合问题的求解及一些算例
§ 3、风－沙三题耦合问题的一些基本特征及算例
第四章 电磁弹性多场耦合问题专题（18学时）
§ 1、电磁场基本理论简介
§ 2、压电－结构耦合问题的基本理论及方法
§ 3、压电－结构耦合的一些算例
§ 4、磁弹性耦合问题的基本理论及方法
§ 5、磁弹性耦合动力学问题的基本理论及方法
§ 6、载流结构的电－磁－力耦合问题的基本理论及方法
§ 7、一些电－磁－力－热耦合问题的算例
第五章 科研前沿专题讲座（6学时）
超导电-磁-热-结构耦合专题讲座，风沙环境电-流-固耦合专题讲座
注：另3学时安排学生查阅资料、讨论、Project汇报等。
八、考核要求
采用平时成绩和期末考试综合考核方式。
成绩评定：成绩以百分制计算，其中课堂提问讨论表现及作业30%，期末课程设计报告70%。
教材与主要参考书
教材：复印资料（中、英文）、教师自备
主要参考书：
- 周又和、郑晓静著，电磁固体结构力学，科学出版社，1999
- 秦庆华、杨庆生著，非均匀材料多场耦合行为的宏细观理论，高等教育出版社，2008
- 赵阳升著，多孔介质多场耦合作用及其工程响应，科学出版社，2010
- 方岱宁著，铁磁固体的变形与断裂，科学出版社，2011
- Zheng Xiaojing，Mechanics of Wind-blown Sand Movement，Springer-Verlag Press, 2009