Comsol Multiphysics MCP

🚀 COMSOL MCP 服務器

COMSOL MCP 服務器用於通過 AI 代理實現 COMSOL Multiphysics 模擬自動化。

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🚀 快速開始

COMSOL MCP 服務器旨在構建一個完整的系統，使 AI 代理（如 Claude、opencode）能夠通過 MCP 協議執行多物理場模擬。主要功能包括模型管理、幾何構建、物理配置、網格劃分與求解、結果可視化以及知識集成等。

✨ 主要特性

• 模型管理：支持創建、加載、保存模型以及進行版本控制。
• 幾何構建：可創建塊、圓柱體、球體等幾何形狀，並進行布爾運算。
• 物理配置：涵蓋傳熱、流體流動、靜電學、固體力學等多種物理場。
• 網格劃分與求解：支持自動網格劃分，可進行穩態和瞬態研究。
• 結果可視化：能夠評估表達式並導出繪圖。
• 知識集成：嵌入指南並支持 PDF 語義搜索。

📦 安裝指南

環境要求

• COMSOL Multiphysics（版本 5.x 或 6.x）
• Python 3.10+（非 Windows 應用商店版本）
• Java 運行時環境（MPh/COMSOL 所需）

安裝步驟

# 克隆倉庫
git clone https://github.com/wjc9011/comsol-mcp.git
cd comsol-mcp

# 安裝依賴
python -m pip install -e .

# 測試服務器
python -m src.server

構建 PDF 知識庫

# 安裝額外依賴
pip install pymupdf chromadb sentence-transformers

# 構建知識庫
python scripts/build_knowledge_base.py

# 檢查狀態
python scripts/build_knowledge_base.py --status

💻 使用示例

選項 1：與 opencode 配合使用

在項目根目錄創建 opencode.json 文件：

{
  "$schema": "https://opencode.ai/config.json",
  "mcp": {
    "comsol": {
      "type": "local",
      "command": ["python", "-m", "src.server"],
      "enabled": true,
      "environment": {
        "HF_ENDPOINT": "https://hf-mirror.com"
      },
      "timeout": 30000
    }
  }
}

選項 2：與 Claude Desktop 配合使用

{
  "mcpServers": {
    "comsol": {
      "command": "python",
      "args": ["-m", "src.server"],
      "cwd": "/path/to/comsol-mcp"
    }
  }
}

📚 詳細文檔

代碼結構

comsol_mcp/
├── opencode.json                    # opencode 的 MCP 服務器配置
├── pyproject.toml                   # Python 項目配置
├── README.md                        # 本文件
│
├── src/
│   ├── server.py                    # MCP 服務器入口點
│   ├── tools/
│   │   ├── session.py               # COMSOL 會話管理（啟動/停止/狀態）
│   │   ├── model.py                 # 模型的增刪改查 + 版本控制
│   │   ├── parameters.py            # 參數管理 + 掃描
│   │   ├── geometry.py              # 幾何創建（塊/圓柱體/球體）
│   │   ├── physics.py               # 物理接口 + 邊界條件
│   │   ├── mesh.py                  # 網格生成
│   │   ├── study.py                 # 研究創建 + 求解（同步/異步）
│   │   └── results.py               # 結果評估 + 導出
│   ├── resources/
│   │   └── model_resources.py       # MCP 資源（模型樹、參數）
│   ├── knowledge/
│   │   ├── embedded.py              # 嵌入式物理指南 + 故障排除
│   │   ├── retriever.py             # PDF 向量搜索檢索器
│   │   └── pdf_processor.py         # PDF 分塊 + 嵌入
│   ├── async_handler/
│   │   └── solver.py                # 帶進度跟蹤的異步求解
│   └── utils/
│       └── versioning.py            # 模型版本路徑管理
│
├── scripts/
│   └── build_knowledge_base.py      # 構建 PDF 向量數據庫
│
├── client_script/                   # 獨立建模腳本（示例）
│   ├── create_chip_tsv_final.py     # 示例：芯片熱模型
│   ├── create_micromixer_auto.py    # 示例：流體流動模擬
│   ├── create_chip_thermal*.py      # 各種芯片熱模型變體
│   ├── create_micromixer*.py        # 各種微混合器變體
│   ├── visualize_*.py               # 結果可視化腳本
│   ├── add_visualization.py         # 向模型添加繪圖組
│   └── test_*.py                    # 集成測試
│
├── comsol_models/                   # 保存的模型（結構化）
│   ├── chip_tsv_thermal/
│   │   ├── chip_tsv_thermal_20260216_*.mph
│   │   └── chip_tsv_thermal_latest.mph
│   └── micromixer/
│       └── micromixer_*.mph
│
└── tests/
    └── test_basic.py                # 單元測試

可用工具（共 80 多個）

會話（4 個）

模型（9 個）

參數（5 個）

幾何（14 個）

物理（16 個）

網格（3 個）

研究與求解（8 個）

結果（9 個）

知識（8 個）

示例案例

案例 1：帶 TSV 的芯片熱模型

對具有硅通孔（TSV）的硅芯片進行 3D 熱分析。

幾何：60×60×5 µm 的芯片，5 µm 直徑的 TSV 孔，10×10 µm 的熱源

# 關鍵步驟:
# 1. 創建芯片塊和 TSV 圓柱體
# 2. 進行布爾差運算（從芯片中減去 TSV）
# 3. 添加硅材料（k = 130 W/m·K）
# 4. 添加傳熱物理場
# 5. 設置頂部的熱通量和底部的溫度
# 6. 求解並評估溫度分佈

腳本：client_script/create_chip_tsv_final.py

運行：

cd /path/to/comsol-mcp
python client_script/create_chip_tsv_final.py

結果：在 1 MW/m² 的熱通量下，環境溫度的上升情況

案例 2：微混合器流體流動

對微流體通道中的 3D 層流進行模擬。

幾何：600×100×50 µm 的矩形通道

# 關鍵步驟:
# 1. 創建矩形通道塊
# 2. 添加水材料（ρ = 1000 kg/m³，μ = 0.001 Pa·s）
# 3. 添加層流物理場
# 4. 設置入口速度（1 mm/s）和出口壓力
# 5. 添加稀釋物質傳輸以進行混合
# 6. 求解並評估速度分佈

腳本：client_script/create_micromixer_auto.py

運行：

cd /path/to/comsol-mcp
python client_script/create_micromixer_auto.py

結果：速度分佈和濃度混合輪廓

模型版本控制

模型以結構化路徑保存：

./comsol_models/{model_name}/{model_name}_{timestamp}.mph
./comsol_models/{model_name}/{model_name}_latest.mph

示例：

./comsol_models/chip_tsv_thermal/chip_tsv_thermal_20260216_140514.mph
./comsol_models/chip_tsv_thermal/chip_tsv_thermal_latest.mph

🔧 技術細節

1. mph 庫 API 模式

# 通過屬性訪問 Java 模型（不可調用）
jm = model.java  # 不是 model.java()

# 使用 True 標誌創建組件
comp = jm.component().create('comp1', True)

# 創建 3D 幾何
geom = comp.geom().create('geom1', 3)

# 創建帶有幾何引用的物理場
physics = comp.physics().create('spf', 'LaminarFlow', 'geom1')

# 帶有選擇的邊界條件
bc = physics.create('inl1', 'InletBoundary')
bc.selection().set([1, 2, 3])
bc.set('U0', '1[mm/s]')

2. 邊界條件屬性名稱

3. 客戶端會話限制

mph 庫創建一個單例 COMSOL 客戶端。每個 Python 進程只能存在一個客戶端：

# 這在 session.py 中處理 - 客戶端保持活動狀態，模型被清除
client.clear()  # 清除模型而不是完全斷開連接

4. 離線嵌入模型

PDF 搜索支持使用本地 HuggingFace 緩存進行離線操作：

# 為中國設置鏡像
export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.com

開發狀態

下一步計劃

1. 完成階段 6 - 進行帶有適當邊界條件的完整集成測試
2. 可視化導出 - 從繪圖組生成 PNG 圖像
3. LSP 警告 - 修復 physics.py 中的類型提示
4. 更多示例 - 添加靜電學、固體力學案例
5. 錯誤處理 - 改進錯誤消息和恢復機制

資源

📄 許可證

本項目採用 MIT 許可證。