Balls v2
Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Версия от 08:50, 11 марта 2015; Денис (обсуждение | вклад)
Виртуальная лаборатория > Динамика взаимодействующих частиц > Balls - версии > Balls v2
Скачать программу: Balls_v2_release.zip
Текст программы на языке JavaScript (разработчики Кривцов Антон, Цветков Денис):
Файл "Balls_v2_release.js"
1 window.addEventListener("load", MainBalls, true);
2 function MainBalls() {
3
4 // Предварительные установки
5
6 var canvas = canvasBalls;
7 var context = canvas.getContext("2d"); // на context происходит рисование
8 canvas.oncontextmenu = function (e) {return false;}; // блокировка контекстного меню
9
10 var Pi = 3.1415926; // число "пи"
11
12 var m0 = 1; // масштаб массы
13 var T0 = 1; // масштаб времени (период колебаний исходной системы)
14 var a0 = 1; // масштаб расстояния (диаметр шара)
15
16 var g0 = a0 / T0 / T0; // масштаб ускорения (ускорение, при котором за T0 будет пройдено расстояние a0)
17 var k0 = 2 * Pi / T0; // масштаб частоты
18 var C0 = m0 * k0 * k0; // масштаб жесткости
19 var B0 = 2 * m0 * k0; // масштаб вязкости
20
21 // *** Задание физических параметров ***
22
23 var Ny = 5; // число шаров, помещающихся по вертикали в окно (задает размер шара относительно размера окна)
24 var m = 1 * m0; // масса
25 var Cwall = 10 * C0; // жесткость стен
26 var B = 0.008 * B0; // вязкость среды
27 var B1 = 0.03 * B0; // вязкость на стенках
28 var mg = 0.25 * m * g0; // сила тяжести
29 var r = 0.5 * a0; // радиус частицы в расчетных координатах
30
31 // *** Задание вычислительных параметров ***
32
33 var fps = 50; // frames per second - число кадров в секунду (качечтво отображения)
34 var spf = 100; // steps per frame - число шагов интегрирования между кадрами (скорость расчета)
35 var dt = 0.045 * T0 / fps; // шаг интегрирования (качество расчета)
36
37 // Выполнение программы
38
39 var scale = canvas.height / Ny / a0; // масштабный коэффициент для перехода от расчетных к экранным координатам
40 var r2 = r * r; // ___в целях оптимизации___
41
42 var w = canvas.width / scale; // ширина окна в расчетных координатах
43 var h = canvas.height / scale; // высота окна в расчетных координатах
44
45 var dNd = null; // ссылка на захваченный курсором шар (drag & drop)
46
47 // Работа с мышью
48
49 var mx_, my_; // буфер позиции мыши (для расчета скорости при отпускании шара)
50
51 canvas.onmousedown = function(e) { // функция при нажатии клавиши мыши
52 var m = mouseCoords(e); // получаем расчетные координаты курсора мыши
53 var rx = b.x - m.x;
54 var ry = b.y - m.y;
55 var rLen2 = rx * rx + ry * ry; // квадрат расстояния между курсором и центром шара
56 if (rLen2 <= r2) { // курсор нажал на шар
57 dNd = b;
58 dNd.xPlus = dNd.x - m.x; // сдвиг курсора относительно центра шара по x
59 dNd.yPlus = dNd.y - m.y; // сдвиг курсора относительно центра шара по y
60 mx_ = m.x; my_ = m.y;
61 canvas.onmousemove = mouseMove; // пока клавиша нажата - работает функция перемещения
62 }
63 };
64
65 document.onmouseup = function(e) { // функция при отпускании клавиши мыши
66 canvas.onmousemove = null; // когда клавиша отпущена - функции перемещения нету
67 dNd = null; // когда клавиша отпущена - захваченного курсором шара нету
68 };
69
70 function mouseMove(e) { // функция при перемещении мыши, работает только с зажатой ЛКМ
71 var m = mouseCoords(e); // получаем расчетные координаты курсора мыши
72 dNd.x = m.x + dNd.xPlus;
73 dNd.y = m.y + dNd.yPlus;
74 dNd.vx = 0.6 * (m.x - mx_) / dt / fps; dNd.vy = 0.6 * (m.y - my_) / dt / fps;
75 mx_ = m.x; my_ = m.y;
76 }
77
78 function mouseCoords(e) { // функция возвращает расчетные координаты курсора мыши
79 var m = [];
80 var rect = canvas.getBoundingClientRect();
81 m.x = (e.clientX - rect.left) / scale;
82 m.y = (e.clientY - rect.top) / scale;
83 return m;
84 }
85
86 // Добавление шара
87
88 var b = [];
89 b.x = w / 2; b.y = h / 2; // расчетные координаты шара
90 b.fx = 0; b.fy = mg; // сила, действующая на шар
91 b.vx = 0; b.vy = 0; // скорость
92
93 // Основной цикл программы
94
95 function control() {
96 physics();
97 draw();
98 }
99
100 // Расчетная часть программы
101
102 function physics() { // то, что происходит каждый шаг времени
103 for (var s = 1; s <= spf; s++) {
104 if (b == dNd) continue; // если шар схвачен курсором - его вз. со стенами и перемещение не считаем
105
106 b.fx = - B * b.vx;
107 b.fy = mg - B * b.vy;
108
109 if (b.y + r > h) { b.fy += -Cwall * (b.y + r - h) - B1 * b.vy; }
110 if (b.y - r < 0) { b.fy += -Cwall * (b.y - r) - B1 * b.vy;}
111 if (b.x + r > w) { b.fx += -Cwall * (b.x + r - w) - B1 * b.vx; }
112 if (b.x - r < 0) { b.fx += -Cwall * (b.x - r) - B1 * b.vx; }
113
114 b.vx += b.fx / m * dt; b.vy += b.fy / m * dt;
115 b.x += b.vx * dt; b.y += b.vy * dt;
116 }
117 }
118
119 // Рисование
120
121 var rScale13 = r * scale * 1.3; // ___в целях оптимизации___
122 var rScaleShift = r * scale / 5; // ___в целях оптимизации___
123 function draw() {
124 context.clearRect(0, 0, w * scale, h * scale); // очистить экран
125 var xS = b.x * scale; var yS = b.y * scale;
126 var gradient = context.createRadialGradient(xS, yS, rScale13, xS - rScaleShift, yS + rScaleShift, 0);
127 gradient.addColorStop(0, "#0000bb");
128 gradient.addColorStop(1, "#44ddff");
129 context.fillStyle = gradient;
130
131 context.beginPath();
132 context.arc(xS, yS, r * scale, 0, 2 * Math.PI, false);
133 context.closePath();
134 context.fill();
135 }
136
137 // Запуск системы
138 setInterval(control, 1000 / fps);
139 }
Файл "Balls_v2_release.html"
1 <!DOCTYPE html>
2 <html>
3 <head>
4 <title>Balls</title>
5 <script src="Balls_v2_release.js"></script>
6 </head>
7 <body>
8 <canvas id="canvasBalls" width="800" height="600" style="border:1px solid #000000;"></canvas>
9 </body>
10 </html>
