Comsol Multiphysics MCP

🚀 COMSOL MCP 服务器

COMSOL MCP 服务器用于通过 AI 代理实现 COMSOL Multiphysics 模拟自动化。

English | 中文

🚀 快速开始

COMSOL MCP 服务器旨在构建一个完整的系统，使 AI 代理（如 Claude、opencode）能够通过 MCP 协议执行多物理场模拟。主要功能包括模型管理、几何构建、物理配置、网格划分与求解、结果可视化以及知识集成等。

✨ 主要特性

• 模型管理：支持创建、加载、保存模型以及进行版本控制。
• 几何构建：可创建块、圆柱体、球体等几何形状，并进行布尔运算。
• 物理配置：涵盖传热、流体流动、静电学、固体力学等多种物理场。
• 网格划分与求解：支持自动网格划分，可进行稳态和瞬态研究。
• 结果可视化：能够评估表达式并导出绘图。
• 知识集成：嵌入指南并支持 PDF 语义搜索。

📦 安装指南

环境要求

• COMSOL Multiphysics（版本 5.x 或 6.x）
• Python 3.10+（非 Windows 应用商店版本）
• Java 运行时环境（MPh/COMSOL 所需）

安装步骤

# 克隆仓库
git clone https://github.com/wjc9011/comsol-mcp.git
cd comsol-mcp

# 安装依赖
python -m pip install -e .

# 测试服务器
python -m src.server

构建 PDF 知识库

# 安装额外依赖
pip install pymupdf chromadb sentence-transformers

# 构建知识库
python scripts/build_knowledge_base.py

# 检查状态
python scripts/build_knowledge_base.py --status

💻 使用示例

选项 1：与 opencode 配合使用

在项目根目录创建 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
    }
  }
}

选项 2：与 Claude Desktop 配合使用

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

📚 详细文档

代码结构

comsol_mcp/
├── opencode.json                    # opencode 的 MCP 服务器配置
├── pyproject.toml                   # Python 项目配置
├── README.md                        # 本文件
│
├── src/
│   ├── server.py                    # MCP 服务器入口点
│   ├── tools/
│   │   ├── session.py               # COMSOL 会话管理（启动/停止/状态）
│   │   ├── model.py                 # 模型的增删改查 + 版本控制
│   │   ├── parameters.py            # 参数管理 + 扫描
│   │   ├── geometry.py              # 几何创建（块/圆柱体/球体）
│   │   ├── physics.py               # 物理接口 + 边界条件
│   │   ├── mesh.py                  # 网格生成
│   │   ├── study.py                 # 研究创建 + 求解（同步/异步）
│   │   └── results.py               # 结果评估 + 导出
│   ├── resources/
│   │   └── model_resources.py       # MCP 资源（模型树、参数）
│   ├── knowledge/
│   │   ├── embedded.py              # 嵌入式物理指南 + 故障排除
│   │   ├── retriever.py             # PDF 向量搜索检索器
│   │   └── pdf_processor.py         # PDF 分块 + 嵌入
│   ├── async_handler/
│   │   └── solver.py                # 带进度跟踪的异步求解
│   └── utils/
│       └── versioning.py            # 模型版本路径管理
│
├── scripts/
│   └── build_knowledge_base.py      # 构建 PDF 向量数据库
│
├── client_script/                   # 独立建模脚本（示例）
│   ├── create_chip_tsv_final.py     # 示例：芯片热模型
│   ├── create_micromixer_auto.py    # 示例：流体流动模拟
│   ├── create_chip_thermal*.py      # 各种芯片热模型变体
│   ├── create_micromixer*.py        # 各种微混合器变体
│   ├── visualize_*.py               # 结果可视化脚本
│   ├── add_visualization.py         # 向模型添加绘图组
│   └── test_*.py                    # 集成测试
│
├── comsol_models/                   # 保存的模型（结构化）
│   ├── chip_tsv_thermal/
│   │   ├── chip_tsv_thermal_20260216_*.mph
│   │   └── chip_tsv_thermal_latest.mph
│   └── micromixer/
│       └── micromixer_*.mph
│
└── tests/
    └── test_basic.py                # 单元测试

可用工具（共 80 多个）

会话（4 个）

模型（9 个）

参数（5 个）

几何（14 个）

物理（16 个）

网格（3 个）

研究与求解（8 个）

结果（9 个）

知识（8 个）

示例案例

案例 1：带 TSV 的芯片热模型

对具有硅通孔（TSV）的硅芯片进行 3D 热分析。

几何：60×60×5 µm 的芯片，5 µm 直径的 TSV 孔，10×10 µm 的热源

# 关键步骤:
# 1. 创建芯片块和 TSV 圆柱体
# 2. 进行布尔差运算（从芯片中减去 TSV）
# 3. 添加硅材料（k = 130 W/m·K）
# 4. 添加传热物理场
# 5. 设置顶部的热通量和底部的温度
# 6. 求解并评估温度分布

脚本：client_script/create_chip_tsv_final.py

运行：

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

结果：在 1 MW/m² 的热通量下，环境温度的上升情况

案例 2：微混合器流体流动

对微流体通道中的 3D 层流进行模拟。

几何：600×100×50 µm 的矩形通道

# 关键步骤:
# 1. 创建矩形通道块
# 2. 添加水材料（ρ = 1000 kg/m³，μ = 0.001 Pa·s）
# 3. 添加层流物理场
# 4. 设置入口速度（1 mm/s）和出口压力
# 5. 添加稀释物质传输以进行混合
# 6. 求解并评估速度分布

脚本：client_script/create_micromixer_auto.py

运行：

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

结果：速度分布和浓度混合轮廓

模型版本控制

模型以结构化路径保存：

./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

🔧 技术细节

1. mph 库 API 模式

# 通过属性访问 Java 模型（不可调用）
jm = model.java  # 不是 model.java()

# 使用 True 标志创建组件
comp = jm.component().create('comp1', True)

# 创建 3D 几何
geom = comp.geom().create('geom1', 3)

# 创建带有几何引用的物理场
physics = comp.physics().create('spf', 'LaminarFlow', 'geom1')

# 带有选择的边界条件
bc = physics.create('inl1', 'InletBoundary')
bc.selection().set([1, 2, 3])
bc.set('U0', '1[mm/s]')

2. 边界条件属性名称

3. 客户端会话限制

mph 库创建一个单例 COMSOL 客户端。每个 Python 进程只能存在一个客户端：

# 这在 session.py 中处理 - 客户端保持活动状态，模型被清除
client.clear()  # 清除模型而不是完全断开连接

4. 离线嵌入模型

PDF 搜索支持使用本地 HuggingFace 缓存进行离线操作：

# 为中国设置镜像
export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.com

开发状态

下一步计划

1. 完成阶段 6 - 进行带有适当边界条件的完整集成测试
2. 可视化导出 - 从绘图组生成 PNG 图像
3. LSP 警告 - 修复 physics.py 中的类型提示
4. 更多示例 - 添加静电学、固体力学案例
5. 错误处理 - 改进错误消息和恢复机制

资源

📄 许可证

本项目采用 MIT 许可证。