Динамика взаимодействия частиц произвольной формы

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Версия от 12:51, 22 декабря 2015; Test (обсуждение | вклад)

(разн.) ← Предыдущая | Текущая версия (разн.) | Следующая → (разн.)
Перейти к: навигация, поиск
Виртуальная лаборатория > Динамика взаимодействия частиц произвольной формы
пример конфигурации частиц, полученной с помощью разработанной программы

Курсовой проект по механике дискретных сред

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 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 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

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