问题描述

在利用Comsol建模时，会遇到以下情况：需要在二维模型中掏空部分材料，或者存在某些腔体，如图1所示，需要利用气体（如空气）填充，但是固体力学的独立物理场或者是多物理场耦合时，所有域都需要定义材料属性，包括杨氏模量、密度和泊松比。总所周知，空气等气体没有该类属性，没有定义完全的区域无法完整建模，如图2所示。如何根据不同的物理场进行独立定义材料属性。
图1 具有空腔的二维几何模型
图2 空气无法在固体力学物理场中定义

解决方法

在物理场边界条件和约束定义处，可以选定不同域参与不同的物理场。例如空气填充的空腔不参与固体力学的计算，不设为理想弹性材料即可。如图3所示。除了正方形的四边，其余边界均为自由边界。
图3 将所有空腔区域划分出固体力学范畴
此时就不需要设置空气材料的杨氏模量和泊松比了，如图4所示。
图4 空气材料无需设置力学属性
相当于下面的物理场设置，可以按照不同的区域设置物理场，相应的材料属性的要求也随之改变。问题解决，色散曲线可以画出，如图5所示。
图5 色散曲线

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Comsol建模部分域的材料（如空气）属性无法被定义问题

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