理想气体分子速度分布模拟

基于蒙特卡洛方法的分子动力学模拟

2D 速度分布与麦克斯韦理论曲线
● 理论曲线 ● 实时分布

* 强制 1:1 比例投影,消除视觉拉伸,直观展示碰撞与分布

3D 空间实时热运动
拖拽旋转 滚轮缩放
实验参数
温度 (Temperature) 300 K
分子数量 (Count) 800
分子质量 (Mass) 28 u
视觉扰动 (VFX) 2.0
实时统计
0
平均速率 (m/s)
0
方均根速率 (m/s)
0
最概然速率 (m/s)
0%
麦克斯韦拟合度
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物理原理说明

麦克斯韦-玻尔兹曼分布描述了理想气体分子在热平衡状态下的速率分布规律。该分布表明,在给定温度下,气体分子的速率并不相同,而是遵循特定的统计分布。

本模拟使用蒙特卡洛方法随机生成大量气体分子的速度,通过统计这些速度的分布,直观地展示随着分子数量增加,统计分布逐渐逼近理论上的麦克斯韦分布曲线。

高斯模糊效果模拟了热运动中分子的快速随机运动导致的视觉模糊,强度越高表示分子运动越剧烈,系统温度越高。