大规模非平衡粒子分布的高效生成
计算工程、金融与科学
2026-05-19 v1
摘要
本工作提出了一种高效算法，用于在周期性代表性体积元中生成颗粒复合材料的统计代表性微观结构。膨胀与随机迁移算法结合了集体颗粒重排和基于自适应单元的邻居搜索方案，在低至中等体积分数下实现了接近线性的计算缩放，并允许在二维和三维下进行多达 个粒子的模拟。SRM 提供了极大的灵活性，允许受控地生成类平衡和强非平衡的颗粒排列。该方法易于扩展到非球形夹杂物；这一能力通过对薄圆盘状片晶进行建模并生成具有定性差异的片晶微观结构得到了证明，包括高度互连的“卡片屋”网络和亚稳态准向列域。结果突出了微观结构排列在结构-性能关系中的重要性，并确立了 SRM 作为生成用于复合材料建模的逼真、多样且计算上易于处理的粒子构型的强大工具。
引用
@article{arxiv.2605.18254,
title = {Efficient generation of large-scale non-equilibrium distributions of particles},
author = {Sergejs Tarasovs},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.18254},
year = {2026}
}