这个方法基于统计力学的原理,即将结看作是由许多小的线段组成的,这些小的线段可以用弹性体理论来计算。计算knot energy的matlab代码

时间: 2023-11-27 14:55:05 浏览: 44
计算结的能量通常使用弹性体理论中的Knot Energy公式。以下是使用Matlab计算结的Knot Energy的示例代码: ```matlab function [E, D] = knot_energy(P, T, R, L) % P: Nx3矩阵,表示结中所有点的坐标 % T: Mx2矩阵,表示结中所有线段的连接关系 % R: Mx1矩阵,表示结中所有线段的半径 % L: Mx1矩阵,表示结中所有线段的长度 % E: 结的总能量 % D: 结的能量梯度,Nx3矩阵 N = size(P, 1); M = size(T, 1); % 计算每个线段的切向量 t = zeros(M, 3); for i = 1:M p1 = P(T(i, 1), :); p2 = P(T(i, 2), :); t(i, :) = (p2 - p1) / norm(p2 - p1); end % 计算每个点的法向量 n = zeros(N, 3); for i = 1:N s = 0; for j = 1:M if T(j, 1) == i || T(j, 2) == i s = s + R(j) * L(j) * cross(t(j, :), P(T(j, 1), :) - P(T(j, 2), :)); end end n(i, :) = s / norm(s); end % 计算每个点的能量和能量梯度 E = 0; D = zeros(N, 3); for i = 1:N s = 0; for j = 1:M if T(j, 1) == i || T(j, 2) == i s = s + R(j) * L(j) * (1 - dot(t(j, :), n(i, :))); end end E = E + 0.5 * s^2; D(i, :) = s * cross(n(i, :), sum(R(T == i)) * sum(L(T == i) .* t(T == i, :))); end ``` 其中,P是Nx3矩阵,表示结中所有点的坐标;T是Mx2矩阵,表示结中所有线段的连接关系;R是Mx1矩阵,表示结中所有线段的半径;L是Mx1矩阵,表示结中所有线段的长度。函数输出结的总能量E和能量梯度D,D是Nx3矩阵,表示每个点在x、y、z方向上的能量梯度。

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