設定レシピ

このページは、beach.toml をどう変えれば典型ケースを作れるかをまとめます。 全キーの定義は 入力パラメータリファレンス、高水準記法の詳細は beachx config / 高水準記法ガイド を参照してください。

公式の実行手順

beachx config init
beachx lint beach.toml
beach beach.toml
beachx inspect outputs/latest

beach.toml はそのまま Fortran 実行系に渡せます。高水準記法も Fortran parser が読み込み時に正規化します。

レシピ一覧

レシピ	変更する主な場所	使う場面
平面メッシュで最小実行	[mesh], [[mesh.templates]]	まず動作確認する
粒子注入を選ぶ	[[particles.species]]	流入、初期粒子、光電子放出を切り替える
2軸周期境界	[sim]	周期セルを使う
OBJ メッシュ	[mesh]	外部形状を使う
履歴出力	[output]	時間発展を可視化する
再開実行	[output]	checkpoint から続ける

平面メッシュで最小実行

[mesh]
mode = "template"

[[mesh.templates]]
kind = "plane"
enabled = true
surface_model = "insulator"
size_x = 1.0
size_y = 1.0
nx = 20
ny = 20
center = [0.5, 0.5, 0.02]

nx / ny を増やすと要素数が増えます。初回は小さく動かし、出力と粒子数を確認してから解像度を上げてください。

粒子注入を選ぶ

source_mode	使う場面	主なキー
volume_seed	箱内に初期粒子を置く小テスト	npcls_per_step, pos_low, pos_high
reservoir_face	面から Maxwellian などの流入を与える通常ケース	number_density_cm3, temperature_ev, inject_face, target_macro_particles_per_batch
photo_raycast	表面からの光電子放出を raycast で扱う	rays_per_batch, emit_current_density_a_m2, ray_direction

reservoir_face の最小例:

[[particles.species]]
source_mode = "reservoir_face"
number_density_cm3 = 5.0
temperature_ev = 10.0
q_particle = -1.602176634e-19
m_particle = 9.10938356e-31
target_macro_particles_per_batch = 300
inject_face = "z_high"
pos_low = [0.0, 0.0, 4.0]
pos_high = [1.0, 1.0, 4.0]
drift_velocity = [0.0, 0.0, -4.0e5]

target_macro_particles_per_batch は 1 batch あたりの計算粒子数を固定し、粒子重みを流入量から解きます。 物理粒子数を重みで直接指定したい場合は w_particle を使います。

2軸周期境界

periodic2 は 3 軸のうち 2 軸を周期軸にする場境界です。現行実装では field_solver = "fmm" が必要です。

[sim]
use_box = true
box_min = [0.0, 0.0, 0.0]
box_max = [1.0, 1.0, 4.0]

bc_x_low = "periodic"
bc_x_high = "periodic"
bc_y_low = "periodic"
bc_y_high = "periodic"
bc_z_low = "open"
bc_z_high = "open"

field_solver = "fmm"
field_bc_mode = "periodic2"
field_periodic_image_layers = 1
field_periodic_far_correction = "none"

要件:

• sim.use_box = true
• ちょうど 2 軸が periodic
• 各周期軸の box_max - box_min > 0
• sim.field_solver = "fmm"

OBJ メッシュを使う

[mesh]
mode = "obj"
obj_path = "mesh/object.obj"
surface_model = "insulator"

OBJ では全要素に同じ surface_model が割り当てられます。 template mesh のように object ごとに surface model を分けたい場合は、複数 template を使うか、現行の制約を確認してください。

履歴を出す

[output]
dir = "outputs/latest"
history_stride = 1
write_mesh_potential = true
write_potential_history = true

write_potential_history は履歴ごとに電位を再評価するため、要素数が多いケースでは重くなります。 まず charge_history.csv だけで収束傾向を確認し、必要なときに電位履歴を有効にしてください。

再開する

同じ出力ディレクトリから続ける場合:

[output]
dir = "outputs/latest"
resume = true

checkpoint 読み込み元と新しい出力先を分ける場合:

[output]
dir = "outputs/continuation"
resume = true
restart_from = "../previous/outputs/latest"

sim.batch_count は累積到達 batch 数です。checkpoint が batches=100 で、新しい設定が batch_count=150 なら追加で 50 batch だけ進みます。