MATLAB实现基于胞自动机的扩散限制聚集(DLA)模拟系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB构建二维胞自动机模型，模拟扩散限制条件下的颗粒聚集过程。从单种子颗粒出发，通过随机运动粒子与聚集体的接触附着，动态生成具有分形特征的树枝状结构，适用于物理模拟与算法研究。

详 情 说 明

基于胞自动机的扩散限制聚集（DLA）模拟系统

项目介绍

本项目实现了一个基于二维胞自动机的扩散限制聚集（Diffusion-Limited Aggregation, DLA）模拟系统。系统通过构建离散网格模型，模拟粘性颗粒在扩散限制条件下的随机运动与聚集过程。模拟从初始种子颗粒开始，随机运动的粒子在接触种子或已形成聚集结构时附着，逐步形成具有典型分形特征的树枝状聚集形态。该系统为研究分形生长动力学提供可定制的计算实验平台。

功能特性

• 参数化建模：支持自定义网格尺寸、初始种子位置、粒子数量等关键参数
• 随机游走机制：实现粒子的布朗运动模拟，可配置运动步长与方向概率
• 动态可视化：实时显示聚集过程动画，直观观察分形结构的生长动力学
• 多维度分析：提供分形维数计算、聚集半径统计等几何特性分析功能
• 结果导出：支持图像序列、数据矩阵和统计图表的多格式输出

使用方法

1. 在配置文件或主函数中设置模拟参数：

- 定义模拟空间尺寸（如500×500网格） - 指定初始种子位置（默认网格中心） - 设置扩散粒子总量（如10000个） - 调整粒子运动参数（步长、运动概率分布） - 配置附着条件（邻域检测规则）

1. 运行主程序启动模拟：

```bash main

1. 查看输出结果：

- 观察实时生成的分形聚集动画 - 获取包含最终聚集形态的二维矩阵数据 - 分析分形维数计算报告和半径增长统计图表 - 查阅记录完整模拟参数的文本日志

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存需求：≥4GB RAM（建议8GB用于大型模拟）
• 存储空间：≥1GB可用磁盘空间（用于输出文件存储）

文件说明

主程序文件整合了完整的模拟流程控制功能，具体包括模拟环境的初始化配置、粒子随机运动的核心逻辑实现、聚集过程的动态演进计算、实时可视化渲染与交互控制，以及多维结果数据的生成与输出管理。该文件通过协调各算法模块的协同工作，确保从参数输入到结果分析的全流程自动化执行。