J01 Tests

从抽样到完整粒子计算

J01 通过粒子历史计算稳态密度和面通量。测试分两层： 先固定输入验证采样、反射、跟踪和统计各过程，再由完整主入口把这些过程连接起来。 保留的三维连续性更新和二维给定速度通量位于第三页。

阅读顺序

怎样构造测试

怎样判定

01 Local Processes

给定入口区间、速度或统计数组，直接调用一个过程；对采样增加三组固定种子的概率检查

面积积分、正态/Rayleigh 累积概率、直线轨迹时间、粒子率归一化

02 Complete FM Solve

单单元镜面通道，调用完整主入口生成 200 条粒子历史；另用受限事件数检查失败状态

所有历史完整、注入与逃逸粒子率相等、场量有效；错误输入返回指定状态

03 Legacy Updates

三维指定密度和速度；二维指定通量与源损

单步公式、整格平移、保护层、周期守恒及四面符号

例如，局部统计测试直接指定驻留时间 2；完整计算则让轨迹过程累计驻留时间。 前者检查归一化公式，后者检查粒子历史到场数组的完整计算过程。

程序与运行顺序

测试源码位于 tests/012_fluid/J01_free_molecular/source_f90。 run.sh 依次执行：

  1. test_J01_continuity_freeflow：原三维单步过程。

  2. test_J01_faceflux_2Drz_units：二维通量、单步及单单元完整 FM。

  3. test_J01_fm_units：入口、反射、轨迹、统计及主入口失败状态。

  4. test_J01_corner_crossings：四种速度符号下的角点与阶梯边界。

  5. test_J01_sampling_distribution：入口和四面漫反射的解析概率。

文档按“过程→组装→保留接口”阅读；脚本按上述程序清单执行。 各程序自行建立输入，运行时彼此独立。

bash tests/012_fluid/J01_free_molecular/run.sh

单项复查时，可先执行同目录 make.sh，再运行 build/测试程序名.out。 全部五个程序在 2026-10-06 通过；每项容差见相应测试页。

Test progression

Verify inlet sampling, reflection, trajectories and tally normalization with prescribed inputs first. Then call the complete FM driver in a reflecting one-cell channel and check particle-rate conservation and failure reporting. The retained 3D update and 2D velocity-to-flux utilities are documented separately.

The five programs under J01_free_molecular/source_f90 run in this order: test_J01_continuity_freeflow, test_J01_faceflux_2Drz_units, test_J01_fm_units, test_J01_corner_crossings and test_J01_sampling_distribution. Each builds its own inputs.

bash tests/012_fluid/J01_free_molecular/run.sh

All five passed on 2026-10-06. For individual execution, run the local make.sh and the corresponding build/test_*.out.