Редактирование: Моделирование динамической системы частиц
Внимание! Вы не авторизовались на сайте. Ваш IP-адрес будет публично видимым, если вы будете вносить любые правки. Если вы войдёте или создадите учётную запись, правки вместо этого будут связаны с вашим именем пользователя, а также у вас появятся другие преимущества.
Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
| Текущая версия | Ваш текст | ||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| − | [[File:Chastitsy.png| | + | [[File:Chastitsy.png|300px|thumb|right|Частицы]] |
== Введение == | == Введение == | ||
Для решения многих задач термодинамики требуется нахождение не только макропараметров системы, но и микропараметров отдельных частиц, из которых она состоит. Решение этой задачи сводится к нахождению координат и скоростей молекул в каждый момент времени с помощью исходных данных о начальных координатах и скоростях, а также типе движения и взаимодействия частиц между собой. Написание программы для вычисления этих данных с помощью методов численного интегрирования не составит особого труда, но, так как количество молекул воздуха в 1 см3 при нормальных условиях составляет порядка 1019, то отладка подобных программ и нахождение в них ошибок затрудняется большим объёмом вычисляемых данных. Кроме того, по полученным данным не всегда понятно, по какой траектории движется та или иная частица, а также провзаимодействовала ли она с стенками сосуда или с другими частицами. Именно поэтому для решения подобных задач приобретают принципиальную значимость системы для моделирования динамики процессов, происходящих в жидкостях и газах. Существует большое количество программных пакетов, моделирующих обтекание газом или жидкостью того или иного объекта, но практически нет таких, которые бы позволили смоделировать внутренние процессы в данной среде, задаваемые пользовательскими уравнениями. После краткого анализа существующих программных пакетов было принято решение написать собственную программу для графического моделирования динамики системы множества частиц, которая позволит пользователю загружать файлы специального формата с расчётами скоростей и координат молекул, а результатом выполнения программы станет визуальное представление модели, позволяющее перемещать камеру для обзора сосуда со всех сторон и просматривать положения частиц в выбранные моменты без произведения расчётов в режиме реального времени. | Для решения многих задач термодинамики требуется нахождение не только макропараметров системы, но и микропараметров отдельных частиц, из которых она состоит. Решение этой задачи сводится к нахождению координат и скоростей молекул в каждый момент времени с помощью исходных данных о начальных координатах и скоростях, а также типе движения и взаимодействия частиц между собой. Написание программы для вычисления этих данных с помощью методов численного интегрирования не составит особого труда, но, так как количество молекул воздуха в 1 см3 при нормальных условиях составляет порядка 1019, то отладка подобных программ и нахождение в них ошибок затрудняется большим объёмом вычисляемых данных. Кроме того, по полученным данным не всегда понятно, по какой траектории движется та или иная частица, а также провзаимодействовала ли она с стенками сосуда или с другими частицами. Именно поэтому для решения подобных задач приобретают принципиальную значимость системы для моделирования динамики процессов, происходящих в жидкостях и газах. Существует большое количество программных пакетов, моделирующих обтекание газом или жидкостью того или иного объекта, но практически нет таких, которые бы позволили смоделировать внутренние процессы в данной среде, задаваемые пользовательскими уравнениями. После краткого анализа существующих программных пакетов было принято решение написать собственную программу для графического моделирования динамики системы множества частиц, которая позволит пользователю загружать файлы специального формата с расчётами скоростей и координат молекул, а результатом выполнения программы станет визуальное представление модели, позволяющее перемещать камеру для обзора сосуда со всех сторон и просматривать положения частиц в выбранные моменты без произведения расчётов в режиме реального времени. | ||
== Цель работы == | == Цель работы == | ||
| − | Создание программы, | + | Создание программы, которая визуализирует динамическое развитие системы множества частиц. |
== Задачи == | == Задачи == | ||
* Создание математической библиотеки для работы с векторами, кватернионами и базисами; | * Создание математической библиотеки для работы с векторами, кватернионами и базисами; | ||
| Строка 21: | Строка 21: | ||
Список литературы | Список литературы | ||
* OpenGL Development Cookbook by Muhammad Mobeen Movania | * OpenGL Development Cookbook by Muhammad Mobeen Movania | ||
| − | * OpenGL 4 Shading Language Cookbook - Second Edition by David Wolff | + | * OpenGL 4 Shading Language Cookbook - Second Edition by David Wolff |
| + | Ссылки | ||
== Ссылки == | == Ссылки == | ||
* [https://www.opengl.org/%20 https://www.opengl.org/ ] | * [https://www.opengl.org/%20 https://www.opengl.org/ ] | ||
| Строка 30: | Строка 31: | ||
* [http://www.rossprogrammproduct.com/translations/Matrix%20and%20Quaternion%20FAQ.htm#Q47/ ] | * [http://www.rossprogrammproduct.com/translations/Matrix%20and%20Quaternion%20FAQ.htm#Q47/ ] | ||
* [http://www.gamedev.ru/code/articles/?id=4215/ ] | * [http://www.gamedev.ru/code/articles/?id=4215/ ] | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
== Участники проекта == | == Участники проекта == | ||
| − | + | [http://tm.spbstu.ru/Нарядчиков_Александр Нарядчиков Александр] | |
| − | + | [http://tm.spbstu.ru/Абрамов_Игорь Абрамов Игорь] | |
== См. также == | == См. также == | ||
[[Кафедра "Теоретическая механика"]] | [[Кафедра "Теоретическая механика"]] | ||
