Динамика взаимодействия частиц произвольной формы — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 2 промежуточные версии этого же участника)
Строка 1: Строка 1:
−
<div><font size="4" color="Black" face="Arial"><i>Когда-нибудь здесь будет описание.</i></font></div>
+
[[Виртуальная лаборатория]] > [[Динамика взаимодействия частиц произвольной формы]] <HR>
−
<div><font size="5" color="red" face="Arial"><b>Проект находится на стадии разработки. Это тестовая нестабильная версия программы</b></font></div>
+
[[Файл:Potseluev_22_12_2015_1.jpg|thumb|600px|right|пример конфигурации частиц, полученной с помощью разработанной программы]]
 +
 
 +
===Курсовой проект по механике дискретных сред===
 +
 
 +
* разработчик [[Поцелуев Павел]]
 +
* руководитель [[Кузькин Виталий]]
 +
 
 +
===Цель проекта===
 +
Разработка программы для расчета и визуализации взаимодействия частиц произвольной формы (в 2D). 
 +
 
 +
===Решение===  
 +
Для проведения моделирования осуществляется численное интегрирование (методом leap-frog) уравнений движения при предварительно заданных начальных условиях. Для расчета сил взаимодействия между частицами использован сплайн-потенциал [https://ru.wikipedia.org/wiki/%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 Леннарда-Джонса]. Для расчета взаимодействий между частицами произвольной формы и размеров использован метод "микрочастиц": частица сложной формы представляется в виде совокупности микрочастиц, распределенных по ее границе (в 2D случае - по контуру). Далее силы считаются для взаимодействующих микрочастиц. Такой подход позволяет эффективно моделировать абсолютно твердые тела произвольной формы методом динамики частиц.   
 +
 
 +
===Результаты и интерфейс программы===
 +
На языке [https://www.dartlang.org/ dart] реализована программа для моделирования взаимодействия частиц произвольной формы.
 +
 
 +
[[Медиа:Discrete_mechanics.zip|Скачать архив]]
 +
 
 +
Репозиторий - [https://bitbucket.org/Pasha123/discrete_mechanics/src/2dfab3473b0dc6df37bc3acae21965015d6d117f/web/?at=default здесь]
 +
 
 +
*Интерфейс программы позволяет задавать радиус микрочастицы, скорость анимации, вязкость, массовую силу (ускорение свободного падения), а также форму "сложных" частиц.
 +
**Первый вариант - выбрать "Суперэллипс", задать значение степени n и соотношение полуосей.
 +
**Второй вариант - в контексте для рисования можно создать частицу произвольной формы (нарисовать, зажав левую кнопку мыши).
 +
*После этого можно выбрать положение центра масс частицы с помощью средней кнопки мыши (колеса). Если центр масс не задан - будет рассчитан по умолчанию.
 +
*С помощью кнопки "Ok=>" можно запустить моделирование с выбранной геометрией частиц.
 +
*Кнопка "Clear" позволяет очистить контекст для рисования.
 +
*Нажатием левой кнопки мыши по контексту для моделирования можно добавлять новые "простые" частицы, а нажатием средней кнопки (колеса) мыши - "сложные" частицы.
 +
*Используя стрелки клавиатуры "вверх"-"вниз", можно двигать верхнюю стенку, меняя объем пространства моделирования. Таким способом можно ввести в систему дополнительное давление и получить конфигурации близкие к плотным упаковкам частиц. См. [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC_%D0%9B%D1%8E%D0%B1%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%E2%80%94_%D0%A1%D1%82%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B6%D0%B5%D1%80%D0%B0 алгоритм Любачевского — Стилинжера]
 +
 
 +
 
  
 
{{#widget:Iframe |url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/Potseluev/discrete_mechanics/index.html |width=1150 |height=650 |border=0 }}
 
{{#widget:Iframe |url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/Potseluev/discrete_mechanics/index.html |width=1150 |height=650 |border=0 }}
 +
 +
== Ссылки ==
 +
*[https://ru.wikipedia.org/wiki/%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 Потенциал Леннард-Джонса]
 +
*[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC_%D0%9B%D1%8E%D0%B1%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%E2%80%94_%D0%A1%D1%82%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B6%D0%B5%D1%80%D0%B0 Алгоритм Любачевского — Стилинжера]
 +
* [[VirtLab| Виртуальная лаборатория]]

Текущая версия на 12:51, 22 декабря 2015

Виртуальная лаборатория > Динамика взаимодействия частиц произвольной формы
пример конфигурации частиц, полученной с помощью разработанной программы

Курсовой проект по механике дискретных сред[править]

Цель проекта[править]

Разработка программы для расчета и визуализации взаимодействия частиц произвольной формы (в 2D).

Решение[править]

Для проведения моделирования осуществляется численное интегрирование (методом leap-frog) уравнений движения при предварительно заданных начальных условиях. Для расчета сил взаимодействия между частицами использован сплайн-потенциал Леннарда-Джонса. Для расчета взаимодействий между частицами произвольной формы и размеров использован метод "микрочастиц": частица сложной формы представляется в виде совокупности микрочастиц, распределенных по ее границе (в 2D случае - по контуру). Далее силы считаются для взаимодействующих микрочастиц. Такой подход позволяет эффективно моделировать абсолютно твердые тела произвольной формы методом динамики частиц.

Результаты и интерфейс программы[править]

На языке dart реализована программа для моделирования взаимодействия частиц произвольной формы.

Скачать архив

Репозиторий - здесь

  • Интерфейс программы позволяет задавать радиус микрочастицы, скорость анимации, вязкость, массовую силу (ускорение свободного падения), а также форму "сложных" частиц.
    • Первый вариант - выбрать "Суперэллипс", задать значение степени n и соотношение полуосей.
    • Второй вариант - в контексте для рисования можно создать частицу произвольной формы (нарисовать, зажав левую кнопку мыши).
  • После этого можно выбрать положение центра масс частицы с помощью средней кнопки мыши (колеса). Если центр масс не задан - будет рассчитан по умолчанию.
  • С помощью кнопки "Ok=>" можно запустить моделирование с выбранной геометрией частиц.
  • Кнопка "Clear" позволяет очистить контекст для рисования.
  • Нажатием левой кнопки мыши по контексту для моделирования можно добавлять новые "простые" частицы, а нажатием средней кнопки (колеса) мыши - "сложные" частицы.
  • Используя стрелки клавиатуры "вверх"-"вниз", можно двигать верхнюю стенку, меняя объем пространства моделирования. Таким способом можно ввести в систему дополнительное давление и получить конфигурации близкие к плотным упаковкам частиц. См. алгоритм Любачевского — Стилинжера


Ссылки[править]

Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Динамика_взаимодействия_частиц_произвольной_формы&oldid=38457»