Pomelo：一种计算任意形状非球形粒子通用集合Voronoi图的工具

我们描述了一款名为“Pomelo”的新软件工具的开发过程，该工具用于计算集合Voronoi图。Voronoi图是将粒子周围空间划分为独立Voronoi胞腔的一种空间划分，例如可应用于颗粒材料。传统针对点或单分散球体的Voronoi图的一种推广是集合Voronoi图，也称为导航图或影响区镶嵌。在这种构造中，一个集合Voronoi胞腔包含的体积是到某个粒子表面的距离比到任何其他粒子表面的距离更近的区域。这对于非球形或多分散系统是必需的。Pomelo设计得易于使用且尽可能通用。它直接支持常见的粒子形状，并提供一种通用模式，可以处理任何能用数学描述的粒子类型。Pomelo可以生成不同标准格式的输出，便于直接可视化和进一步处理。最后，我们描述了集合Voronoi代码在颗粒物理和软物质物理中的三个应用，即具有不同程度粒子间摩擦的椭球粒子堆积问题、四面体的力学稳定堆积，以及一个形状类似梨的粒子液晶系统模型。