قیف یونی الکترودینامیکی وسیله‌ای کارآمد برای انتقال یون‌ها از مناطقی با فشار زیاد به خلاء بالا فراهم می‌کند. قیف یونی می‌تواند دستگاه‌هایی را که عموماً با فشارهایی از مرتبۀ بزرگی مختلف کار می‌کنند، از جمله طیف‌سنج‌های حرکتی یونی و طیف‌سنج‌های جرمی، به هم جفت کرده و اجازه می‌دهد تا مخلوطی از گازهای یونیزه شده از هم جدا شده و در عین حال به حداقل برسند.
سرعت رانش Ar+ با استفاده از یک شبیه‌سازی مونت کارلو محاسبه شده که در آن برخورد الاستیک یون‌های آرگون با نوسانات محیط به صراحت مدل‌سازی می‌شود. این مدل از داده‌های سطح مقطع برخورد انرژی وابسته به انرژی حاصل از آزمایش استفاده می‌کند.
این مدل مسیر یونی را در یک میدان مغناطیسی یکنواخت با استفاده از فرمول های نیوتن، لاگرانژ و هامیلتونی موجود در رابط ردیابی ذرات ریاضی محاسبه می‌کند.
این مدل استفاده از ردیابی نوری را برای مطالعۀ ساختارهای شاخص شیب نوری بزرگ با خصوصیات نوری ناهمسانگرد نشان می‌دهد. علاوه بر این، مدل یک روش صاف‌کننده را برای دستیابی به ناپیوستگی ضریب شکست در سطوح منحنی -که در دستگاه‌های نوری مرسوم مانند لنزها معمولی است- معرفی می‌کند.
هنگام مدل‌سازی انتشار پرتوهای ذرۀ باردار در جریان‌های زیاد، نیروی بار فضایی ایجاد شده توسط پرتو به طور قابل توجهی مسیر ذرات بار را تحت تأثیر قرار می‌دهد. آشفتگی این مسیرها به نوبۀ خود بر توزیع بار فضایی تأثیر می‌گذارد.
لنز منفرد، وسیله‌ای الکتروستاتیکی است که برای تمرکز پرتوهای ذرۀ باردار مورد استفاده قرار می‌گیرد. ممکن است در لوله‌های پرتو کاتدی، آزمایش‌های پرتو یونی و پرتوهای الکترونی و سیستم‌های پیشران یونی مشاهده شود.
در این مدل معیار، ذرات جامد در یک جریان کانال کاملاً توسعه یافتۀ آشفته آزاد می‌شوند. ذرات تحت فشار کششی قرار دارند که شامل سهم ناشی از تلاطم سیال بوده که با استفاده از یک مدل پیوستۀ تصادفی پیوسته (CRW) اجرا می‌شود. از آنجا که تلاطم در کانال ناهمسانگرد است، ذرات با بی تحرکی قابل توجهی تمایل به خوشه شدن در نزدیکی دیوارۀ کانال دارند، در حالی که ذرات بسیار کوچک به طور یکنواخت در کل مقطع کانال توزیع می‌شوند.
انتشار محدود بار فضایی پدیده‌ای است که جریان ذرات شارژشده را که می‌توانند از یک سطح آزاد شوند، محدود می‌کند. با افزایش جریان الکترونی که توسط یک کاتد افزایش می‌یابد، بزرگی چگالی بار در مجاورت فوری کاتد نیز افزایش پیدا می‌کند. این توزیع چگالی بار، نیروی الکتریکی را روی الکترون‌های ساطع‌شده، به سمت کاتد هدایت می‌کند. جریان محدود بار فضایی حداکثر جریانی است که می‌تواند آزاد شود، به گونه‌ای که ذرات ساطع‌شده به سمت کاتد دفع نمی‌شوند.
یک واحد تبادل شارژ از ناحیه‌ای از گاز با فشار زیاد در داخل محفظۀ خلاء تشکیل شده است. هنگامی که پرتوی یونی با گاز با چگالی بالاتر تداخل می‌کند، یون‌ها با گاز واکنش نشان داده و ذرات خنثی انرژی ایجاد می‌کنند. این احتمال وجود دارد که فقط بخشی از یون‌های پرتوی واکنش‌های تبادل شارژ را متحمل شوند. بنابراین، برای خنثی کردن پرتو، یک جفت صفحات شارژ شده در خارج از سلول قرار می‌گیرند. از این طریق می‌توان یک منبع خنثی پر انرژی تولید نمود.
حمل و نقلی که در طبیعت کاملاً پراکنده است، می‌تواند با استفاده از یک نیروی براونی مدل‌سازی شود. این مدل نحوۀ افزودن چنین نیرویی را در رابط فیزیک جریان ذرات برای جریان سیال نشان می‌دهد. انتشار ذرات در یک مایع با معادلۀ انتشار و ردیابی ذرات برای رابط جریان سیال مدل‌سازی شده و نتایج با یکدیگر مقایسه می‌شوند.
