粒子追踪是一种数值方法，通过求解单个粒子随时间变化的运动方程来计算它们的路径。与 COMSOL Multiphysics® 软件中使用的许多其他方法不同，粒子追踪方法求解许多离散轨迹，而不是连续场。

使用本模块模拟的粒子（或颗粒）可以表示离子、电子、生物细胞、沙粒、弹丸、水滴、气泡，甚至行星或恒星。根据建模的粒子类型，您可以从影响其运动的各种内置力中进行选择。例如，您可以预测电子如何在电场和磁场中运动，或者灰尘如何因重力和大气阻力而发生沉降。此外，您还可以控制被释放粒子的初始位置和速度，并指定当粒子撞击几何边界时所产生的行为。

带电粒子追踪

准确预测离子或电子在应用场中的运动，对于光谱仪、电子枪和粒子加速器的设计至关重要。应用场既可以由用户定义，也可以取自先前的分析。这些场可以是稳态或瞬态的，也可以在频域中求解。您可以应用任意数量的各种场，本模块支持您在同一仿真中叠加稳态场和时谐场。

粒子运动很少发生在完美的真空中。您可以将任何粒子追踪模型转换为蒙特卡罗碰撞模型，让粒子有机会与周围气体中的分子发生碰撞。这可能会导致粒子改变方向，甚至发生电离和电荷交换等反应。

最简单的带电粒子追踪模型涉及单向耦合，其中会求解物理场，然后将其用于定义粒子上的力。如果带电粒子处于足够高的电流束中，则可能需要考虑双向耦合，其中粒子可能会扰动场。本模块内置的分析类型可以方便地设置双向耦合模型。

流体流动颗粒跟踪

空气中水滴的扩散和蒸发、生物细胞在片上实验室装置中的迁移，以及沉积物对油气管道壁的影响都是流体流动颗粒跟踪的例子。

对于流体中的颗粒来说，最重要的力往往是曳力和重力。根据不同的应用，也可以施加额外的力，例如电、磁、热泳和声辐射力。如果流体为湍流，或者颗粒足够小以至于布朗运动十分明显，则颗粒运动可能涉及随机分量。

所有颗粒可以具有相同的尺寸，也可能从尺寸分布中进行取样。作为选择，您还可以建立颗粒被周围环境加热或冷却的模型，或者使颗粒在传播过程中获得或失去质量。

对于较大的颗粒，运动方程的完全惯性处理可以准确预测每个颗粒在周围流体中的加速方式。用户既可以手动键入流体速度，也可以从先前的分析中获取。此外，还可以使用一些近似方法来显著减少仿真时间，对于惯性可以忽略不计的小颗粒尤其如此。

数学粒子追踪

作为带电粒子追踪和流体流动颗粒跟踪的内置功能的替代方案，“粒子追踪模块”包含一个通用的接口，用于求解您可能希望指定的所有粒子运动方程。您可以包含任意数量的用户定义的释放特征、边界条件、域条件和力。

用于指定粒子上的力的选项包括使用牛顿第二运动定律，或者间接指定粒子系统的拉格朗日量或哈密顿量。