在磁性材料中,磁畴壁、磁化涡旋、磁性斯格明子等拓扑磁结构具有独特的力、电、磁、热多场耦合特性,使得其在未来新型自旋电子器件中有着广泛的应用前景。本文针对拓扑磁结构的力电磁多场耦合特征,基于Landau相变理论建立了包含温度效应、自旋转移矩和自旋轨道矩效应的实空间下电磁材料相场模型,并提出了非线性多场耦合有限元法求解相场模型的控制方程,使得该方法可以适用于复杂结构和任意边界条件的电磁材料,因此能够更有效地模拟低维铁磁材料和多铁异质结构中的拓扑磁结构的演化。采用所建立的模型和提出的计算方法,本文研究了以下拓扑磁结构的力电磁多场耦合特性。首先,本文研究了铁磁纳米线中磁化涡旋的力学调控。相场模拟发现,当铁磁纳米线样品生长在基底上时,由于基底与样品之间错配应变松弛的影响,错配应变的分布会随着样品尺寸与形状而改变。我们模拟得到了不同尺寸的铁磁样品在不同应变分布下的磁畴分布,得出铁磁纳米线中磁化涡旋稳定存在的应变分布区域,并且与实验结果吻合一致。其次,本文还研究了多铁异质结构中斯格明子的力电磁调控。通过相场模拟,设计了拓扑磁结构能够稳定存在的铁电/铁磁复合材料异质结构。在铁电/铁磁异质结构中,由于电致伸缩效应,铁电部分中的自发极化将产生周期应变分布。这种应变分布可以使得铁磁部分的磁性斯格明子在无外场条件下稳定存在。并且,通过电场调控铁电极化分布来改变样品的应变分布,或者利用电流对自旋的影响,可以实现磁性斯格明子到螺旋条带的拓扑磁结构相变。最后,研究了拓扑畴结构对多铁材料断裂性能的影响。我们在铁电、铁磁复合材料结构中加入了不同位置的裂纹,并且在样品上分别施加了应力与应变外载,从而得到了随外载变化的畴结构分布,并且计算了裂纹尖端应力强度因子的变化曲线。结果表明,裂纹尖端的应力强度因子由于拓扑畴结构的改变而与外载成非线性关系,而且发现多铁复合材料中的畴结构演化在不同裂纹和加载条件下分别会增加或减少应力集中现象。本文的研究拓展了多铁材料相场模型,为拓扑磁结构的力电磁多场耦合特性研究提供了理论基础。本文的创新之处有三点,首先,在理论上完善了耦合求解的多铁材料相场模型,并且在该模型中加入了电流的自旋转移矩和自旋轨道矩效应,使得该模型可以研究拓扑磁结构的电流调控现象。其次,首次在磁性材料相场模型中使用铁磁Landau能代替约束能,使得该方法可以有效模拟温度变化对于磁化矢量的调控,并克服了人为给定约束的不足。最后,本文发现了力学和电学载荷可以有效地对拓扑磁结构进行调控,并且拓扑畴结构也可以影响多铁材料的力学行为,这为基于拓扑磁结构的新型电子器件的设计与开发提供了新的思路。