comsol-physics

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name: comsol-physics description: COMSOL 物理场建模常用概念与经验 version: "2.0" tags: [comsol, physics, 物理场, 传热, 电磁, 结构, 流体, 声学, 压电, 耦合] triggers: [传热, 热, 温度, 电磁, 电场, 磁场, 结构, 力学, 流体, 物理场, 边界条件, 声学, 压电, 化学, 耦合, 多物理场]

物理场类型与 COMSOL 对应

类型	COMSOL Tag	说明
heat	HeatTransfer	传热
electromagnetic	ElectromagneticWaves	电磁波/AC-DC
structural	SolidMechanics	结构力学
fluid	SinglePhaseFlow	单相流
acoustics	Acoustics	声学
piezoelectric	Piezoelectric	压电
chemical	ChemicalSpeciesTransport	化学物质传输
multibody	MultibodyDynamics	多体动力学

边界条件

每种物理场有不同的边界条件类型：

传热 (heat)

• Temperature：指定温度，参数 T0
• HeatFlux：热流密度，参数 q0
• ConvectiveHeatFlux：对流换热，参数 h（换热系数）、Text（环境温度）
• Radiation：辐射，参数 epsilon（发射率）

结构力学 (structural)

• FixedConstraint：固定约束
• BoundaryLoad：边界载荷，参数 Fn（法向力）
• Pressure：压力，参数 p
• Displacement：位移约束

流体 (fluid)

• InletVelocity：入口速度，参数 U0
• OutletPressure：出口压力，参数 p0
• Wall：壁面（默认无滑移）

电磁 (electromagnetic)

• PerfectElectricConductor：完美电导体
• SurfaceImpedance：表面阻抗
• Port：端口

域条件

• HeatSource：热源，参数 Q0（体积热源功率密度）
• BodyLoad：体载荷，参数 Fx/Fy/Fz
• VolumeForce：体积力

初始条件

• 初始温度：变量 T，值如 293.15
• 初始位移：变量 u/v/w
• 初始速度：变量 u/v/w

多物理场耦合

• thermal_stress（热应力）：传热 + 结构力学
• fluid_structure（流固耦合）：流体 + 结构力学
• electromagnetic_heat（电磁热）：电磁 + 传热

耦合需在 couplings 中定义，指定参与的物理场接口。

常用概念

• 稳态 vs 瞬态：稳态只求空间分布；瞬态需时间范围与步长。
• 边界条件：先几何再物理场；边界条件施加在几何边界上（边或面）。
• 材料属性：传热用导热系数、密度、比热；结构用杨氏模量、泊松比；流体用密度、粘度。
• 材料必须在物理场之前设置。

规划输出约定

• 物理场计划 JSON 中 fields 为数组，每项含 type、parameters、boundary_conditions、domain_conditions、initial_conditions。
• couplings 为数组，每项含 type 和 interfaces。
• 用户只说"加物理场"且未指定类型时，默认使用 heat（传热）。