[发明专利]一种稀薄气体粒子碰撞模拟计算方法

权利要求书

1.一种稀薄气体粒子碰撞模拟计算方法，其特征在于，所述方法包括：

计算网格单元中待测试的粒子碰撞对数目；

遍历所有待测试的粒子碰撞对，选取候选粒子碰撞对，基于所述候选粒子碰撞对进行气体粒子碰撞模拟计算；

其中，选取候选粒子碰撞对的方式具体包括：

构建二维坐标系，将所述网格单元内的粒子分布在所述二维坐标系中，所述网格单元内的粒子数为 ；

将所有粒子按照其x轴坐标大小从小到大排序，并用直线L将所有粒子平分为左右两个集合；

计算获得左集合中任意两个粒子之间的最小距离，计算获得右集合中任意两个粒子之间的最小距离，基于所述与所述获得，；

基于所述在所述二维坐标系中构建一预设区域，所述预设区域对应的x轴坐标坐标范围为大于或等于，且小于或等于，为直线L对应的x轴坐标；

将所述预设区域内的所有粒子按照其y轴坐标大小进行排序，获得序列D1、...、Dm，m为所述预设区域内的粒子数目；

遍历D1至Dm中的每个粒子，计算粒子Di与粒子Dj之间的距离值，每个粒子对应获得一个距离集合，总共获得J1至Jm个距离集合，比较J1至Jm个距离集合中的每个距离值大小获得最小的距离值，其中，i和j均大于或等于1且小于或等于m，且i与j之差的绝对值小于或等于第一阈值；

基于所述与所述获得最终的候选粒子碰撞对对应的最小距离值，其中，；

基于所述查找获得对应的候选粒子碰撞对。

2.根据权利要求1所述的稀薄气体粒子碰撞模拟计算方法，其特征在于，所述第一阈值的大小为15。

3.根据权利要求1所述的稀薄气体粒子碰撞模拟计算方法，其特征在于，本方法采用以下公式计算网格单元中待测试的粒子碰撞对数目：

其中，为一个粒子所代表的真实分子数目，为碰撞截面积，为碰撞对相对速度，为时间步长，为网格单元的面积，表示网格单元内的最大值。

4.根据权利要求1所述的稀薄气体粒子碰撞模拟计算方法，其特征在于，所述方法在步骤选取候选粒子碰撞对后，以及在步骤基于所述候选粒子碰撞对进行气体粒子碰撞模拟计算之前还包括以下步骤：

基于所述候选粒子碰撞对计算碰撞概率，若碰撞概率大于第二阈值，则执行后续步骤基于所述候选粒子碰撞对进行气体粒子碰撞模拟计算。

5.根据权利要求4所述的稀薄气体粒子碰撞模拟计算方法，其特征在于，所述碰撞概率的计算方式为：，其中，为碰撞截面积，为碰撞对相对速度，表示网格单元内的最大值。