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扩散限制凝聚(DLA)模型是模拟分形结构生长的经典算法,由Witten和Sander于1981年提出。该模型的核心思想是通过随机行走的粒子逐步构建复杂的分形聚集体。
其基本流程可以分解为三个关键步骤:首先在模拟区域中心放置一个种子粒子作为初始凝聚核心;接着在远离种子的边界区域随机释放新粒子,并使其进行无规则的布朗运动(随机行走);当运动的粒子与已有凝聚体接触时,便停止运动并成为聚集体的一部分。重复这一过程,最终会形成具有分形特征的枝状结构。
DLA模型的重要特性在于其生长过程受扩散限制控制,即新加入粒子的运动完全由随机行走决定,且一旦接触就立即附着。这种机制导致形成的团簇具有自相似性、开放性和非整数维数等典型分形特征。该模型不仅用于研究物理化学中的聚集现象,还被广泛应用于电沉积、细菌菌落生长等跨学科领域的研究。
通过调整粒子释放位置、运动步长或引入各向异性条件,可以产生不同形态的DLA结构,这为理解自然界中复杂形态的形成提供了重要理论工具。