Редактирование: Моделирование броуновского движения


'''''Курсовой проект по информатике'''''

'''Исполнители: [[Лобанов Илья]]

'''Группа:''' 13604/1

'''Семестр:''' весна 2016     



==Аннотация к проекту==
 
Данная курсовая работа посвящена изучению движения броуновской частицы под воздействием атомов или молекул, из которых состоит газ, непрерывно толкающих данную частицу со всех сторон. 


==Постановка задачи==

*Написать программу, моделирующую движение броуновской частицы в газе. 

*Рассмотреть влияние летающих молекул на движение броуновской частицы.

==Основные определения и понятия==


Броуновское движение происходит из-за того, что все жидкости и газы состоят из атомов или молекул — мельчайших частиц, которые находятся в постоянном хаотическом тепловом движении, и потому непрерывно толкают броуновскую частицу с разных сторон. Было установлено, что крупные частицы с размерами более 5 мкм в броуновском движении практически не участвуют (они неподвижны или седиментируют), более мелкие частицы (менее 3 мкм) двигаются поступательно по весьма сложным траекториям или вращаются. Когда в среду погружено крупное тело, то толчки, происходящие в огромном количестве, усредняются и формируют постоянное давление. Если крупное тело окружено средой со всех сторон, то давление практически уравновешивается, остаётся только подъёмная сила Архимеда — такое тело плавно всплывает или тонет. Если же тело мелкое, как броуновская частица, то становятся заметны флуктуации давления, которые создают заметную случайно изменяющуюся силу, приводящую к колебаниям частицы. Броуновские частицы обычно не тонут и не всплывают, а находятся в среде во взвешенном состоянии.


==Описание реализации программы==

Программа написана на языке C++, для графического анализа используется библиотека OpenGL - спецификация (документ), описывающий набор функций и их точное поведение. Взаимодействие частиц во время столкновений описывается по 2-му закону Ньютона. В структуре P задаются начальное положение броуновской частицы , а также  её скорости по осям x, y и масса. Начальные координаты и проекции скоростей - это случайные величины, координаты распределены равномерно на отрезке [0; 480]. У нормального распределения 2 параметра - математическое ожидание (среднее значение) и дисперсия (рассеяние). Среднее значение проекции скорости равняется 0, дисперсия равна KT/m. Функция rand() возвращает равновероятно целое число в диапазоне [0; RAND_MAX). Функция rand_unif() возвращает случайную величину, равномерно распределённую на промежутке [0; 1). За один раз получается 2 нормально распределённые величины из 2 (поэтому в функции присутствует статическая переменная y, в которой запоминается второе значение, и в следующий раз возвращается оно), принадлежащих стандартному равномерному.Присутствует визуализация.

==Результаты работы программы==


1) Положение броуновской частицы в момент времени t=0 



[[File:посл.PNG]]



 
2) Положение броуновской частицы в произвольный момент времени 



[[File:last.PNG]]



==Список литературы==


*Роберт Лафоре Объектно-ориентированное программирование в C++, 4-е издание (2004) 

* [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%80%D1%8B%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5#.D0.A1.D1.82.D0.B0.D0.BD.D0.B4.D0.B0.D1.80.D1.82.D0.BD.D0.BE.D0.B5_.D1.80.D0.B0.D0.B2.D0.BD.D0.BE.D0.BC.D0.B5.D1.80.D0.BD.D0.BE.D0.B5_.D1.80.D0.B0.D1.81.D0.BF.D1.80.D0.B5.D0.B4.D0.B5.D0.BB.D0.B5.D0.BD.D0.B8.D0.B5%20 Непрерывное равномерное распределение] 

*[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%80%D0%BE%D1%83%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 Броуновское движение]

*http://av-physics.narod.ru/molecule/molecular-movement.htm

==Ссылки==


[[:File:Kursovaya_rabota_Lobanov_Ilya (2).rar|Скачать программу с описанием]]