Question

我想模拟盒子内的粒子运动。当粒子撞到盒子里的4个墙壁中的一个时，我希望它们能够反弹回来。弹性碰撞[碰撞后速度变化的绘制] [1]

修改

添加了更多代码。如果测试（x，y，z）限制则更改。我知道当粒子撞到墙壁时，与墙壁平行的速度将保持不变，但垂直于墙壁的速度将变为-v_perpendicular_vel_before

完整代码

fig0 = plt.figure()
fig1 = plt.figure()

n = 1000 # time steps

M = 1000. #[kg]
N = 1000 #10**5 
a = 0

Answer 1

由于你还没有发布完整的代码，我无法重现这次运行。我是从视觉检查中做到这一点的。

除此之外，你还没有定义变量 k，T，m ，所以我不知道速度的大小。上限是否足够高，粒子完全跳过碰撞？如果v * dt可以> tol * 2，你可以完全错过碰撞。当我编写这样的代码时，我确保 tol 受到最大更改的限制。

除此之外，您的位置更新是正确的。

使用单个粒子运行时会发生什么？你能让它从三面墙上反弹吗？当你手工编码两个沿着一个维度直接相互对齐的粒子时会发生什么？我想你在装载10000个粒子之前测试了这些基本功能。

我不确定您的代码中包含 L ;我唯一理性的想法是它是盒子尺寸的上限，我在你的情节中读到的是1.2 ^ 10-6。

我看到的最大问题是您的仅冲突检查是针对该框的x +侧。你还没有检查其他尺寸或下限（0？）的任何东西，并且没有一个粒子与另一个粒子的比较。因此，您获得的唯一变化是大约一半的粒子撞击右侧墙壁（x +）和反方向。除此之外，一切都将永远漂移，x值不断下降。

处理一个BOUNCE

首先，让你的速度和位置表达式彼此同步：每个表达式应该是三元组（元组或列表），因此你可以将它们一起索引。您目前将它们作为粒子列表的第二个索引（好主意），但在其他地方有三个独立的变量（糟糕的想法）。相反，将newVel作为一个列表，这样您就可以简单地遍历粒子并更新：

for dim in range(3):
    if r[i, dim] < tol or        # hit the lower wall
       r[i, dim] > b - tol:      # hit the upper wall
        v[i, dim] = -v[i, dim]

另外，请恰当地更新位置;无需涉及本地临时变量：

for dim in range(3):
    r[i, dim] += v[i, dim] * dt

编写一些服务功能

编写一些常用功能通常会有所帮助，只是为了在您编写主代码时将它们排除在外。目前，当你应该一次只担心一种技术时，你会处理很多细节。例如，由于您将要处理粒子碰撞，因此您需要进行距离计算。不要将它放在活动代码的中间;只写一个函数来做到这一点。例如：

def dist(a, b):      # a, b are positions: triples of coordinates
    return math.sqrt(sum([(a[dim] - b[dim])**2 for dim in range(3)]))

我没有评论如何实施粒子碰撞，因为你还没有表现出解决问题的任何努力，而你还没有到达攻击该扩展的程度。首先，让这个部分工作：一个粒子弹跳，然后两个粒子弹跳，然后可能有4个粒子，表明你可以为任意数量的粒子做。

一旦有了这个，就可以担心粒子碰撞。当到达那一点时，做出一个好的尝试;如果你遇到困难，请发一个新问题。

粒子与盒子内的墙壁碰撞

1 个答案: