用 AI 编程实现全自动 COMSOL 仿真
启语
真正拉开效率差距的，已不再是会不会操作软件，而是能不能把经验、流程与试错教训，凝练成 AI 可执行的指令。 当 Agent 接管 COMSOL 的建模、调参、验收与交付，我们得到的便不只是一次仿真结果，而是一条可复 制、可进化的自动化工作流——这正是 AI 时代最强大的生产力。
需要预先准备好的东西
1、在windows电脑上安装COMSOL
2、在windows电脑上安装Codex
（具体方案不便细说，大概是可以去某鱼上搜business激活账号，去官网安装codex即可，非常便宜。）
（其他的Coding Agent理论上也可以完成该任务，包括Claude Code 、 Codex 、Cursor 、Trae 、 AntiGravity等，但是 Claude Code 和 Codex 是其中最强大的。其实更推荐使用 Claude Code，但是订阅难度远高于Codex，因此用Codex作为示例。）
COMSOL 自动化仿真步骤
1、找到自己电脑上 COMSOL 的 Java 解释器 和 help 文档的位置
我电脑上6.3 版本的COMSOL是自带Java解释器的，其他版本一般也会自带，路径为：
"T:\Program Files\COMSOL\COMSOL63\Multiphysics\java\win64\jre\bin\java.exe"大家也要找到并记录下来，一般都在COMSOL安装目录下的类似位置。
然后就是找到COMSOL的Java API等 help文档的路径。因为Codex关于COMSOL使用的训练资料比较少，给它关键的help文档，它可以学习COMSOL Java 接口的调用。此外如果遇到问题它可以自己去查询，纠错。
在我的电脑上他们的路径是：
备注：下面这些路径的文档是COMSOL官方提供的脚本文件参考文档，你可以选择学习其中有价值的，以及遇到问题可以去其中检索：T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\doc\\pdf\\COMSOL_Multiphysics\\ApplicationProgrammingGuide.pdf适合让 AI 理解 COMSOL Java API 的编写流程、建模步骤、调用方式、自动化思路。T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\doc\\pdf\\COMSOL_Multiphysics\\COMSOL_ProgrammingReferenceManual.pdf这是更偏“命令/对象/接口参考”的手册，写自动仿真代码时很关键。T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\doc\\help\\wtpwebapps\\ROOT\\doc\\com.comsol.help.comsol\\api\\index.html这是一整套本地 Java API 文档入口，下面有大约 497 个文件，属于 Javadoc 风格的 API 参考。T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\doc\\help\\wtpwebapps\\ROOT\\doc\\com.comsol.help.comsol\\api\\com\\comsol\\model\\util\\ModelUtil.html这是 COMSOL Java API 里非常核心的入口类文档。
这四个是比较关键的，大家找到这四个文件放到prompt的最后作为备注就可以了。
2、编写并发送 prompt（核心步骤）
因为COMSOL能仿真的东西实在太多了，这里仅以一个集成光学的MMI器件为例，其他各种仿真的方法几乎一样。只要把你的仿真需求足够详细地描述出来，Codex基本都可以实现。
初版本Prompt：
你需要完成COMSOL仿真任务，具体细节如下：1. 我正在使用6.3版本的COMSOL Multiphysics，请使用其自带的JAVA解释器，路径为"T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\java\\win64\\jre\\bin\\java.exe"。2. 编写脚本仿真设计一个3D的 1x2 MMI分束器。分束器包括输入波导，输入taper，矩形的MMI干涉区，输出taper，输出波导等结构。你需要自己搜索学习标准的1x2MMI的结构。3. 仿真波段为1550nm，基模 TE 模式。4. 基于 220nm 的SOI 硅波导工艺平台，衬底和包层均为二氧化硅，波导宽度450nm。**验收条件为：器件成功实现等功率分束，分束功率的不均衡度小于5%，同时传输损耗小于0.5dB。****要注意的地方：**1、请你自己运行代码，根据代码的返回结果，在终端里帮我debug程序，直到最终整个代码可以正常运行。并且器件性能满足验收条件。最后，在你完成所有的优化后：1、把最后的优化完成的结果，保存为一个COMSOL仿真文件让我来检验。2、撰写一份详细的仿真报告，格式为docx，包括详细的仿真过程和仿真结果。备注：下面这些路径的文档是COMSOL官方提供的脚本文件参考文档，你可以选择学习其中有价值的，以及遇到问题可以去其中检索：[ApplicationProgrammingGuide.pdf](T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\doc\\pdf\\COMSOL_Multiphysics\\ApplicationProgrammingGuide.pdf)适合让 AI 理解 COMSOL Java API 的编写流程、建模步骤、调用方式、自动化思路。[COMSOL_ProgrammingReferenceManual.pdf](T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\doc\\pdf\\COMSOL_Multiphysics\\COMSOL_ProgrammingReferenceManual.pdf)这是更偏“命令/对象/接口参考”的手册，写自动仿真代码时很关键。[api\\index.html](T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\doc\\help\\wtpwebapps\\ROOT\\doc\\com.comsol.help.comsol\\api\\index.html)这是一整套本地 Java API 文档入口，下面有大约 497 个文件，属于 Javadoc 风格的 API 参考。[ModelUtil.html](T:\\Program Files\\COMSOL\\COMSOL63\\Multiphysics\\doc\\help\\wtpwebapps\\ROOT\\doc\\com.comsol.help.comsol\\api\\com\\comsol\\model\\util\\ModelUtil.html)这是 COMSOL Java API 里非常核心的入口类文档。
（缺点：这个Prompt比较初级，Codex在运行的时候会发现很多问题，需要codex自己试错，花费时间较长。但是我自己尝试过是完全可以跑通的。）
这是一个简易的但是能用的Prompt。在开头和结尾的备注提供 COMSOL 的 Java 解释器 和 help 文档的位置
合适的「验收条件」很重要！是你需要的优化的器件的性能量化指标，达到这个指标后Codex会结束仿真优化。
「要注意的地方」这里可以填入一些你以往跟Codex交互觉得它做得不够好的地方，提前提醒让它注意。
最后你写上一些方便的生成检查文件的要求，比如可以让他把仿真结果做成生动的PPT给你看，或者写成标准的说明文档。
Codex需要选择一个工作目录，可以是桌面上创建的一个新的文件夹。建议使用 GPT 5.4 模型，推理等级高。并且切换为「完全访问权限」。
写好这样一个Prompt，就把它直接发送给Codex即可。
3、等待Codex运行
就纯等。仿真时间可能会达到几个小时。因为Codex第一次使用COMSOL会经历很多次试错。
4、验收仿真结果。
如果有问题可以继续反馈给Codex让它修改。
这里可以看到他已经给我生成了比较好的仿真结果。
已经生成好的各种仿真文件和仿真报告：
生成的仿真文件：
物理结构：
光场传输仿真结果：
最终的结构参数和性能参数，实现了较均衡的功率分束和低损耗：
步骤总结
Prompt积累与进阶
当你完成这次仿真后，你可以给Codex发下面这样的Prompt：
我看得出来你在使用COMSOL的过程中经历了很多次试错。接下来请总结你这次运行代码的所有过程，然后把使用COMSOL 6.3的经验总结下来，生成一个md文档，仅仅保留核心的内容即可。然后再帮我生成一个附注prompt， 让我可以发给另一个codex，让它可以避免这些试错，来更高效地完成这样一个COMSOL仿真任务。注意我需要的是一个一个通用的附注Prompt，不需要包括这次仿真器件的具体细节，让我的这个Prompt针对其他器件仿真也能够对Codex起到帮助避免错误的作用。
这样Codex会把这次仿真过程中遇到的所有关键错误都总结下来，下次让Codex调用COMSOL仿真的时候，就可以把这个附注Prompt放到你的主要Prompt的后面，把这些错误提前告诉它，从而提高仿真效率。
下面是我得到的Codex反馈：
# COMSOL 6.3 通用附注 Prompt```text你现在要完成一个 COMSOL 6.3 的自动化仿真任务。请把重点放在“减少试错、快速形成可运行闭环”上，而不是一开始就追求完整大模型。请严格遵守以下工作方式：1. 先验证环境，再开始正式建模- 先确认 COMSOL 自带 Java、编译器、类路径都可用- 先写一个最小 s moke test：创建模型、保存 .mph、退出- 在 s moke test 成功前，不要开始完整器件建模2. 先查官方资料，再写 API- 优先使用本地官方文档、Javadoc、Programming Reference、Application Programming Guide- 优先参考 COMSOL Application Library 中最接近的官方模型- 不要仅凭记忆猜对象名、特征名、属性名3. 先做“最小可运行模型”，再迭代- 第一阶段只验证：几何、材料、物理接口、求解流程能否跑通- 第二阶段再增加端口、边界、分区、后处理- 第三阶段再做参数扫描和优化- 永远不要一开始就把全部复杂度堆上去4. 建模时优先选稳定的几何工作流- 先建背景/包层大块- 再在 WorkPlane 中画器件核心截面或顶视图- 多段轮廓先 Union，再 Extrude- 如果后面需要稳定的端口或测量面，优先用 Partition 明确切出边界- 几何变化后，要重新检查关键 selection 是否仍然正确5. 优先追求数值稳定，而不是理论上最“直接”的接口- 如果一个任务有多个可选物理接口，先做小样本测试，比较谁更稳- 一旦某条路线反复出现 NaN/Inf、模式不稳定、端口不收敛，不要死磕，及时换路线- 选择“能稳定自动化并满足验收”的方案6. 对端口/模态问题，先做模态，再做主求解- 如果任务涉及端口、波导、模态或频域传播，先做对应的 mode/boundary mode an alysis- 再做主求解- 如果主求解失败，优先检查端口边界、边界条件、几何内部假界面，而不是直接乱改求解器7. 命名和选择集必须显式- 给关键区域、边界、端口、测量面建立 named selection- 给关键参数写清名称和单位- 把验收指标所需的后处理量明确定义出来8. 参数优化要分两步- 先用较粗精度/较低网格找趋势- 再在目标精度下重新验证候选点- 不要把粗网格最优点直接当最终答案9. 验收量要直接、可解释- 优先使用物理上直接对应验收要求的量- 如果有 S 参数、能量、总功率、反射/透射等标准量，优先用这些量- 不要只用局部积分或间接量做最终结论，除非没有更直接指标10. 最终交付必须顺序收尾- 最终验证、保存 .mph、导图、导报告尽量顺序执行- 避免把最终求解和大批量参数扫描混在一起- 最终要明确写出：关键参数、最终结果、是否通过验收请把你的工作过程控制成下面的节奏：阶段 A：环境验证阶段 B：最小模型跑通阶段 C：关键物理量可提取阶段 D：参数优化阶段 E：目标精度复核阶段 F：导出模型、图片、报告如果中途失败，请优先按这个顺序排查：1. Java/编译/类路径是否正确2. API 对象名或属性名是否真实存在3. 几何是否存在未合并的内部界面4. 选择集是否选错、空选、或选到多余实体5. 端口/边界条件是否合理6. 当前物理接口是否适合自动化求解7. 是否只是网格/精度问题目标不是“探索所有可能性”，而是尽快找到一条能稳定跑通并可交付的 COMSOL 6.3 工作路径。
随着 Prompt 与 skills 的不断积累，那些重复造轮子的工作会被逐步消解，经验开始沉淀为能力，你对 AI 的使用也会越来越得心应手，工作的效率因此不断跃升。
