COMSOL中的粒子追踪模型

简介：
本篇文章介绍了在COMSOL多物理场仿真软件中使用粒子追踪模型的方法与技巧，帮助读者掌握如何模拟带电及中性粒子在复杂电磁场中的运动轨迹。 涡轮分子泵是一种能够达到超高真空（UHV）条件的机械真空泵。由于气体分子之间相互碰撞的概率较低，因此需要专用数值方法来模拟超低压环境下的气流。COMSOL Multiphysics软件提供了两种不同的计算方法用于此类模拟：角系数法和蒙特卡罗法。 在 COMSOL 软件中，有 2 种主要的数值方法可用于极稀薄气体的模拟： 1. 角度系数法（也称为视图因子计算），可以通过分子流模块提供的自由分子流物理场接口使用。此方法可以计算模型边界处的分子通量，并假设气体分子只会与壁面碰撞而不会与其他分子相互作用。 2. 蒙特卡罗法，通过求解牛顿运动定律来模拟单个气体分子在泵中的行为和路径。这种方法考虑了每个粒子的具体动态特性，包括其飞行时间及速度等因素，因此可以更准确地模拟叶片的高速运动对气流的影响。 由于角系数方法忽略了分子有限的飞行时间，在涡轮分子泵这种情况下可能会导致不准确的结果；而蒙特卡罗法能够更好地处理这些复杂因素。为了精确计算叶片在涡轮分子泵中的动态作用，我们选择使用粒子跟踪模块下的数学粒子追踪接口执行蒙特卡罗模拟。