[发明专利]粒子模拟数据存储方法

说明书

粒子模拟数据存储方法，属于粒子模拟仿真技术领域。本发明包括下述步骤：1)设置指向同一文件名的三个一级子组，分别为电流功率时变信息子组、粒子群位置速度信息子组和电磁场信息子组；2)在电流功率时变信息子组下建立功率属性区和功率数据区；3)在粒子群信息子组下建立粒子属性区和粒子数据区；4)在电磁场信息子组下建立电磁场属性区和电磁场数据区；5)将以上数据封装为HDF5格式的文件。本发明与原有的以文本文件存储的方式相比，当数据量非常大的时候，依然可以对文件进行操作。

技术领域

本发明属于粒子模拟仿真技术领域。

背景技术：

随着计算机的高速发展，扩大了粒子模拟的研究和应用范围，粒子模拟技术是通过粒子模拟软件对电真空微波源器件进行建模、计算并对计算后的数据进行后处理的一系列技术，主要的粒子模拟软件包括CHIPIC,MAGIC,VSIM,CST等。这些粒子模拟软件虽然在计算时采用的算法有所不同，但是他们通常都是将仿真的数据存储到文本文件中，比如*.grd文件中存储observe和range类型的数据，*.par文件中存储phasespace类型的数据，*.fld文件中存储contour和vector类型的数据。在仿真数据量不大的情况下，这种方式存储数据比较方便且易于对文件进行处理。然而在仿真数据量非常大的情况下，这种存储数据的方式就存在着如下的问题:

1.当数据量达到数十G或更大的时候，存储的文本文件无法操作。

2.当数据后处理程序处理数据时，需要读取文本文件，然而文本文件只能采取顺序读取的方式，当每次要访问某一段数据的信息时，就不得不将前面的数据均进行一遍遍历，这就会导致在进行数据处理时效率比较低。

除此之外，这种以文本方式存储数据的方法还存在着一个问题：不同的粒子模拟软件存储数据的文本文件格式各不相同，无法实现与其他软件(如MATLAB等)间数据的兼容。因此有必要寻找一种数据接口作为粒子模拟的标准数据接口，可以对粒子模拟产生的数据进行高效的处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种粒子模拟数据存储方法，能够解决粒子模拟中以文本文件方式存储大量仿真数据而导致的文件无法操作以及后处理程序对于文件读取效率低下的问题。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，粒子模拟数据存储方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)设置指向同一文件名的三个一级子组，分别为电流功率时变信息子组、粒子群位置速度信息子组和电磁场信息子组；

2)在电流功率时变信息子组下根据数据段个数建立相应个数的二级子组，在二级子组中设置属性区和数据区，所述属性区记录的数据包括观测时间点、观测范围、电流值、功率值和场变量值等描述信息，所述数据区记录的数据包括空间电流功率坐标数据和时间数据；

3)在粒子群位置与速度信息子组下按照数据段个数建立二级子组，在二级子组中设置相应的属性区和数据区，所述粒子位置属性区记录的数据包括观测时间点、粒子类型、荷质比率、粒子分量和宏粒子源，所述粒子位置数据区记录的数据包括各粒子具体的位置坐标；

4)在电磁场信息子组下根据数据段个数建立二级子组，在二级子组中设置属性区和数据区，所述电磁场属性区记录的数据包括观测时间点、观察分量、横切位置、最大矢量和等值区域信息，所述电磁场数据区记录的数据包括磁场等值线坐标数据或者磁场矢量坐标数据。

5)将以上数据封装为HDF5格式的文件。

本发明与原有的以文本文件存储的方式相比，当数据量非常大的时候，依然可以对文件进行操作，同时后处理程序处理此种基于HDF5的标准的粒子模拟数据时，读取效率得到了大大的提高。另外，HDF5文件可以作为粒子模拟软件与其他实用软件间的标准数据接口，实现粒子模拟软件与其他实用软件的兼容。

附图说明