Malla de partículas


Particle Mesh ( PM ) es un método computacional para determinar las fuerzas en un sistema de partículas. Estas partículas pueden ser átomos, estrellas o componentes de fluidos, por lo que el método es aplicable a muchos campos, incluida la dinámica molecular y la astrofísica. El principio básico es que un sistema de partículas se convierte en una cuadrícula (o "malla") de valores de densidad. Luego, se resuelve el potencial para esta cuadrícula de densidad y se aplican fuerzas a cada partícula en función de la celda en la que se encuentra y en qué parte de la celda se encuentra.

Existen varios métodos para convertir un sistema de partículas en una rejilla de densidades. Un método es que cada partícula simplemente da su masa al punto más cercano de la malla. Otro método es el método Cloud-in-Cell (CIC), donde las partículas se modelan como cubos de densidad constante, y una partícula puede aportar masa a varias celdas.

Una vez que se encuentra la distribución de densidad, la energía potencial de cada punto de la malla se puede determinar a partir de la forma diferencial de la ley de Gauss , que, después de identificar el campo eléctrico E como el gradiente negativo del potencial eléctrico Φ, da lugar a un valor de Poisson. ecuaciónque se resuelve fácilmente después de aplicar la transformada de Fourier. Por lo tanto, es más rápido hacer un cálculo de PM que simplemente sumar todas las interacciones en una partícula debido a todas las demás partículas por dos razones: en primer lugar, generalmente hay menos puntos de cuadrícula que partículas, por lo que el número de interacciones para calcular es menor, y en segundo lugar, la técnica de cuadrícula permite el uso de técnicas de transformada de Fourier para evaluar el potencial, y estas pueden ser muy rápidas .

La PM se considera un método obsoleto ya que no modela bien la interacción cercana entre partículas. Ha sido reemplazado por el método Particle-Particle Particle-Mesh , que utiliza una suma directa de partículas entre partículas cercanas además del cálculo de PM.