在眾多材料和工藝仿真方面的軟件中，COMSOL Multiphysics以其多物理場耦合方面的優勢和靈活的外部應用程序接口(API)，使得COMSOL Multiphysics在多物理場求解方面展現出了非凡的解決問題的能力。中山大學黃智恒教授一直致力于集成材料/工藝模擬與仿真方面的研究，最近黃教授巧妙地將材料熱力學計算軟件MTDATA以及科學計算軟件MATLAB，成功地應用到了COMSOL Multiphysics多物理場耦合計算中，解決了一系列材料動力學問題，在此基礎上構建了以COMSOL Multiphysics 為核心的集成材料與工藝仿真平臺。
一、COMSOL Multiphysics與MATLAB的接口
COMSOL Multiphysics提供了與MATLAB的完美接口—— LiveLink for MATLAB。在整體環境下，用戶可以像在MATLAB中那樣保存和運行文件，為用戶使用其他建模方法自由地對基于模型的偏微分方程、模擬運算和結果分析進行整合提供了方便。
運行COMSOL with MALTAB模式，不但可以讓COMSOL Multiphysics調用MALTAB內核及其所包含的所有工具箱，更能夠使用命令行的形式操作物理模型，如圖1所示。
二、COMSOL Multiphysics與MTDATA的接口
由于COMSOL Multiphysics與MATLAB的無縫鏈接，任何一個COMSOL Multiphysics創建的模型(.mph文件)都可以保存為MATLAB m文件，并在MATLAB環境中運行。所以，MATLAB與 MTDATA的接口可以應用于COMSOL Multiphysics中。需要注意的是，COMSOL Multiphysics模型在調用MTDATA DLL中的函數和子程序時，只需被載入(load)一次。如果MTDATA DLL已經被載 入內存中，而再次重復載入時就會提示鏈接錯誤。
COMSOL Multiphysics與MTDATA、MATLAB三種軟件之間的鏈接機制，如圖2所示。
焊料組分和尺寸效應對銅焊點溶解的影響，如圖5所示。
以Cu-Sn兩元素四相(Sn、Cu6Sn5、Cu3Sn以及Cu)系統為例，首先在COMSOL Multiphysics中創建有限元幾何模型和劃分網格，如圖3所示。
擴散方程通過COMSOL Multiphysics中的PDE模式的一般形式(General From)進行定義和求解。化學勢與摩爾體積利用MATLAB與MTDATA的接口進行計算，從而求解動力學過程圖。在浸焊過程中，銅溶解動力學過程仿真結果，如圖4所示。
利用COMSOL Multiphysics模擬的材料晶體生長過程，如圖6所示。 界面微結構仿真結果，如圖7所示。
相場晶體模型模擬結果，如圖8所示。
四、COMSOL Multiphysics靈活的API
COMSOL Multiphysics是一款業界領先的科學仿真軟件，主要是利用偏微分方程來對系統建模和仿真。它的特別之處在于它的多物理場耦合處理能力。從事專業科學研究的科研人員也可以開發具有專業用戶界面和方程設置的附加模塊?，F在，已經有的模塊包括化工、地球科學、電磁場、熱傳導、微機電系統以及結構力學等模塊。軟件可以在多種操作系統上使用，包括Windows、Linux、Solaris和HP-UX等系統。其他可選軟件包有CAD輸入模塊以及COMSOL化學反應工程實驗室等。
