Редактирование: Взаимодействие частиц (JavaScript)

'''Исполнители:''' [[ Егорова Екатерина]], [[Эдель Мария]] <br>
'''Группа:''' 3630103/90003 <br>
'''Семестр:''' весна 2020 года.<br>

== Постановка задачи ==
Построить модель взаимодействия падающей частицы и препятствия в виде N неподвижных частиц.
== Математическая модель ==
В данной работе при подсчете сил взаимодействия частиц применялась модель парного силового [http://tm.spbstu.ru/%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB_%D0%9B%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%B4-%D0%94%D0%B6%D0%BE%D0%BD%D1%81%D0%B0 потенциала взаимодействия Леннарда Джонса], описывающая зависимость энергии взаимодействия двух частиц от расстояния между ними.Эта модель позволяет достаточно реалистично передать свойства реального взаимодействия сферических неполярных молекул.<br>
Парный силовой потенциал взаимодействия определяется формулой: <br>
{{#widget: Iframe | url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/js2020/Egorova/form.png | width=382 | height=175 | border=0}}

'''Входные данные'''<br>
*Радиус падающего шарика: 20px
*Масса падающего шарика: 50
*Всего частиц: 160

== Визуализация ==
{{#widget: Iframe | url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/js2020/Egorova/mindex.html | width=700 | height=600 | border=0}}

==Скрипт==
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Код программы на языке JavaScript:''' <div class="mw-collapsible-content">
<syntaxhighlight lang="javascript" line start="1" enclose="div">
window.addEventListener('load', main, false); 
function main(){ 

	var ctx = canvas_example.getContext('2d'); 
	var w = canvas_example.width; 
	var h = canvas_example.height; 

 
 function radius(){ 
return parseFloat(R.value);
} 
function svyaz(){ 
return parseFloat(D.value);
} 

	function ball(x, y, r, m, Fx, Fy) { 
		this.x = x; 
		this.y = y; 
		this.vx = 0; 
		this.vy = 0; 
		this.r = r; 
		this.m = m; 
		this.Fx = Fx; 
		this.Fy = Fy; 
	} 

		
		
	var X_c = w/2; 
	var Y_c = h/3; 
	var Vy_c = 0; 

	var balls = []; 
	var r = 10;
	
	
	for (var i=0; i<27; i++) { 
		balls.push(new ball(r+(w)*(i/27), h-r, r, 1, 0, 0)); 
	} 
	for (var i=0; i<26; i++) { 
		balls.push(new ball(2*r+(w)*(i/27), h-3*r, r, 1, 0, 0)); 
	} 
	for (var i=0; i<27; i++) { 
		balls.push(new ball(r+(w)*(i/27), h-5*r, r, 1, 0, 0)); 
	} 
	for (var i=0; i<26; i++) { 
		balls.push(new ball(2*r+(w)*(i/27), h-7*r, r, 1, 0, 0)); 
	} 
	for (var i=0; i<27; i++) { 
		balls.push(new ball(r+(w)*(i/27), h-9*r, r, 1, 0, 0)); 
	} 
	for (var i=0; i<26; i++) { 
		balls.push(new ball(2*r+(w)*(i/27), h-11*r, r, 1, 0, 0)); 
	} 
	for (var i=0; i<27; i++) { 
		balls.push(new ball(r+(w)*(i/27), h-13*r, r, 1, 0, 0)); 
	} 
	
	console.log(radius(R));
		console.log(svyaz(D));
	
		start.onclick = function() {
	R = radius();
	D = svyaz();
	
	
	var r_ball = new ball(X_c, Y_c, R, 50, 0, 0)
	r_ball.vy = 20;
	var N = 159; 
	var a = 40; 
	var dt = 0.001;
	var g = 1;
	
	
		
	function draw() { 
	ctx.clearRect(0,0,w,h); 
		for (var i=0; i<N; i++) { 
		ctx.beginPath(); 
		ctx.arc(balls[i].x, balls[i].y, balls[i].r, 0, 2*Math.PI); 
		ctx.fillStyle = '#FF4500'
		ctx.stroke(); 
		ctx.fill();

		} 

		
		ctx.beginPath();
		ctx.fillStyle = '#0000FF'
		ctx.strokeStyle = '#000000'; 
		ctx.arc(r_ball.x, r_ball.y, r_ball.r, 0, 2*Math.PI); 
		ctx.stroke(); 
		ctx.fill();
		
	} 

 

	function phys() { 
		// обнуляем силы шариков
		for (var i=0; i<N; i++) { 
			balls[i].Fx = 0;
			balls[i].Fy = 0;
		}
		r_ball.Fx = 0;
		r_ball.Fy = 0;
		// считаем силы
		for (var i=0; i<N-1; i++) { 
			for (var j=i+1; j<N; j++) { 
				var a = balls[i].r+balls[j].r;
				var r2 = (balls[i].x-balls[j].x)*(balls[i].x-balls[j].x)+(balls[i].y-balls[j].y)*(balls[i].y-balls[j].y); 
				var Fx = 12*D/a/a*(Math.pow(a, 14)/Math.pow(r2, 7)-Math.pow(a, 8)/Math.pow(r2, 4))*(balls[i].x-balls[j].x); 
				var Fy = 12*D/a/a*(Math.pow(a, 14)/Math.pow(r2, 7)-Math.pow(a, 8)/Math.pow(r2, 4))*(balls[i].y-balls[j].y); 
				balls[i].Fx += Fx/balls[i].m;
				balls[i].Fy += Fy/balls[i].m;
				balls[j].Fx -= Fx/balls[j].m;
				balls[j].Fy -= Fy/balls[j].m;
			}
			var a = balls[i].r+r_ball.r;
			var r2 = (balls[i].x-r_ball.x)*(balls[i].x-r_ball.x)+(balls[i].y-r_ball.y)*(balls[i].y-r_ball.y);
			if (r2<a*a) {
				var Fx = 12*D/a*(Math.pow(a, 14)/Math.pow(r2, 7)-Math.pow(a, 8)/Math.pow(r2, 4))*(balls[i].x-r_ball.x); 
				var Fy = 12*D/a*(Math.pow(a, 14)/Math.pow(r2, 7)-Math.pow(a, 8)/Math.pow(r2, 4))*(balls[i].y-r_ball.y);
				balls[i].Fx += Fx/balls[i].m;
				balls[i].Fy += Fy/balls[i].m;
				r_ball.Fx -= Fx/r_ball.m;
				r_ball.Fy -= Fy/r_ball.m;
			}
		} 
		
		// двигаем шарики
		for (var i=0; i<N; i++) { 
			balls[i].vx += balls[i].Fx*dt; 
			balls[i].vy += (balls[i].Fy+g)*dt; 
			balls[i].x += balls[i].vx*dt; 
			balls[i].y += balls[i].vy*dt; 
			
			if (balls[i].y < r) { 
				balls[i].y = r; 
			} 
			
			if (balls[i].y > h-r) { 
				balls[i].y = h-r; 
			} 
			
			if (balls[i].x>w-r) { 
				balls[i].x = w-r; 
			} 
			
			if (balls[i].x<r) { 
				balls[i].x = r; 
			} 
			var betta = 0.7;
			r_ball.vx += (r_ball.Fx-betta*r_ball.vx)*dt; 
			r_ball.vy += (r_ball.Fy+g-betta*r_ball.vy)*dt; 
			r_ball.x += r_ball.vx*dt; 
			r_ball.y += r_ball.vy*dt; 	
			
			if (r_ball.y < r) { 
				r_ball.vy *=-1; 
			} 
			
			if (r_ball.y > h-20) { 
				r_ball.vy *=-1;
			} 
			
			if (r_ball.x>w-20) { 
				r_ball.vx *=-1;
			} 
			
			if (r_ball.x<20) { 
				r_ball.vx *=-1; 
			} 
		} 
	} 


	draw(); 

	function control() { 
		phys(); 
		draw(); 
	} 

	var timer = setInterval(control, 10); 
}
}
 

</syntaxhighlight>
</div>