comsol-materials

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name: comsol-materials description: COMSOL 材料系统使用要点与经验 version: "1.0" tags: [comsol, material, 材料, 属性, 密度, 导热, 杨氏模量] triggers: [材料, material, 铜, 钢, 铝, 玻璃, 硅, 金, 银, 钛, 空气, 水, 密度, 导热系数, 杨氏模量, 泊松比, 比热, 电导率]

COMSOL 材料系统要点

材料创建流程

1. model.materials().create("mat1") — 创建材料节点
2. model.materials("mat1").label("Copper") — 设置显示名
3. 设置属性或从内置库加载
4. model.materials("mat1").selection().all() — 分配到所有域，或用 .set(new int[]{1,2}) 分配到指定域

内置材料库

COMSOL 提供丰富的内置材料，可直接引用：

• Copper — 铜
• Steel AISI 4340 — 合金钢
• Aluminum — 铝
• Glass (quartz) — 石英玻璃
• Silicon — 硅
• Gold — 金
• Silver — 银
• Titanium beta-21S — 钛合金
• Air — 空气
• Water — 水

使用内置材料时设置 builtin_name，无需手动定义属性。

常用材料属性名 (COMSOL API propertyGroup("Def"))

属性名	说明	常见单位
density	密度	kg/m³
thermalconductivity	导热系数	W/(m·K)
specificheat	比热	J/(kg·K)
youngsmodulus	杨氏模量	Pa
poissonsratio	泊松比	—
electricconductivity	电导率	S/m
relpermittivity	相对介电常数	—
relpermeability	相对磁导率	—
dynamicviscosity	动力粘度	Pa·s

材料分配规则

• 单材料模型：用 selection().all() 分配到所有域。
• 多材料模型：为每个材料指定 domain_ids，如 selection().set(new int[]{1}) 将材料分配到域 1。
• 域 ID 从 1 开始，由几何构建顺序决定。
• 材料必须在物理场之前设置（部分物理场属性依赖材料参数）。

建模流程中的位置

正确顺序：几何 → 材料 → 物理场 → 网格 → 研究 → 求解

材料设置在几何之后、物理场之前，因为：

• 需要几何域存在才能分配材料
• 物理场边界条件可能依赖材料属性（如传热依赖导热系数）

常见场景

• 传热分析：需设置 density、thermalconductivity、specificheat
• 结构分析：需设置 density、youngsmodulus、poissonsratio
• 流体分析：需设置 density、dynamicviscosity
• 电磁分析：需设置 electricconductivity、relpermittivity、relpermeability