一种三角面网格划分有限元粒子模拟的粒子快速定位方法技术

本发明专利技术属于有限元粒子模拟领域，具体涉及一种三角面网格划分有限元粒子模拟的粒子快速定位方法。本发明专利技术通过评估粒子运动后所在点与三角形网格单元各个顶点形成的向量的夹角来选取网格中的一条边作为网格进行下一步搜索的方向，使用网格现有的数据，避免了保存其他额外信息带来的存储占用开销，同时也避免了计算并判断线段与三角形哪条边相交之类带来的繁重计算负担，方法简单快速，有效降低了实现成本。使得非结构化三角面有限元PIC程序具有更高的运行效率。这样，在利用非结构化三角面有限元网格更好地拟合非规则非正交物理模型边界、提高计算精度的同时，仍然不失PIC方法计算简单、快速的优良特性。

【技术实现步骤摘要】
一种三角面网格划分有限元粒子模拟的粒子快速定位方法
本专利技术属于有限元粒子模拟领域，具体涉及一种三角面网格划分有限元粒子模拟的粒子快速定位方法。
技术介绍
粒子模拟(Particle-in-Cell，简记为PIC)方法是用计算机跟踪大量微观粒子的运动，再对组成物理系统的微观粒子进行统计平均，由此得到物理系统的宏观特性和运动规律的数值模拟方法。对于物理规律还不十分清楚的问题，PIC方法可以帮助建立明确的物理图像，促进新的理论模型的萌芽。现在，PIC方法已经成为研究有源复杂物理问题非线性效应的强有力手段，在可控热核聚变、空间物理、自由电子激光和一般等离子体问题的研究中都有广泛的应用。PIC方法的基本思路是给定大量带电粒子的初始位置和速度，对它们统计平均求出空间的电荷和电流密度分布，再通过麦克斯韦方程组求出空间中的电场和磁场，进而求得每个粒子所受到的洛伦兹力，下一时刻每个粒子的位置和速度则可以通过运动方程更新，如图1所示。如此循环进行，通过跟踪计算大量带电粒子的运动，再根据所感兴趣的问题对这些大量带电粒子的某些物理量作统计平均，即可得到宏观的物理特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三角面网格划分有限元粒子模拟的粒子快速定位方法，具体步骤如下：/n步骤1、首先对通过非结构化三角面有限元网格划分产生的离散网格建立数据结构，用于存储网格的基本信息和拓扑关系；/n步骤2、利用粒子属性获得运动更新前所属网格索引值，将其设置为当前搜索网格，并判断粒子是否仍处于当前网格内；如果是，则搜索结束，返回当前网格索引值；如果否，则进行步骤3；/n步骤3、确定进行下一步搜索的方向；/n对于三角面网格划分的二维计算区域，已知运动更新后的粒子位置为点P(x

【技术特征摘要】
1.一种三角面网格划分有限元粒子模拟的粒子快速定位方法，具体步骤如下：
步骤1、首先对通过非结构化三角面有限元网格划分产生的离散网格建立数据结构，用于存储网格的基本信息和拓扑关系；
步骤2、利用粒子属性获得运动更新前所属网格索引值，将其设置为当前搜索网格，并判断粒子是否仍处于当前网格内；如果是，则搜索结束，返回当前网格索引值；如果否，则进行步骤3；
步骤3、确定进行下一步搜索的方向；
对于三角面网格划分的二维计算区域，已知运动更新后的粒子位置为点P(xp,yp)，当前搜索三角形网格的三个顶点按逆时针依次为A(xA,yA)，B(xB,yB)，C(xC,yC)，分别连接粒子点与各顶点，得到向量规定θA为向量绕逆时针旋转至向量的角度，同理θB和θC分别为至和至旋转的角度；
依次判断θA,θB,θC是否大于180°，此时若三个角度都小于或等于180°则粒子位于当...

【专利技术属性】
技术研发人员：金晓林，林冠杰，黄桃，李斌，杨中海，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51