| Текущая версия |
Ваш текст |
| Строка 62: |
Строка 62: |
| | | | |
| | {{#widget:Iframe |url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/Shvarev/SPH/SPH.html |width=800 |height=800 |border=0 }} | | {{#widget:Iframe |url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/Shvarev/SPH/SPH.html |width=800 |height=800 |border=0 }} |
| − |
| |
| − | <div class="mw-collapsible mw-collapsed">
| |
| − | '''Текст программы на языке JavaScript:''' <div class="mw-collapsible-content">
| |
| − | Файл '''"4.js"'''
| |
| − | <syntaxhighlight lang="javascript" line start="1" enclose="div">
| |
| − | // m: Вязкоупругий шар
| |
| − | // Используется исходник Воробьёва Сергея от исходиника программы Цветкова Balls Версия 6.3 от 05.05.2014
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | function MainBalls(canvas, slider_01, text_01, slider_02, text_02) {
| |
| − |
| |
| − | canvas.onselectstart = function () {return false;}; // запрет выделения canvas
| |
| − |
| |
| − | // Предварительные установки
| |
| − |
| |
| − | var context = canvas.getContext("2d"); // на context происходит рисование
| |
| − | canvas.oncontextmenu = function (e) {return false;}; // блокировка контекстного меню
| |
| − |
| |
| − | var Pi = 3.1415926; // число "пи"
| |
| − | var count = 0; // счетчик в первом присваивании ro0
| |
| − |
| |
| − | var γ = 7;
| |
| − | var ro0 = 1;
| |
| − | var alpha = 1;
| |
| − | var speedOfLight = 300000000;
| |
| − | //var Bb = ro0 * speedOfLight* speedOfLight / 7; // модуль упругости по определению, но частицы разлетаются
| |
| − | var Bb = 10; //был 1, потом 5
| |
| − | var Cab = 0.5; //более красивое при ~2, но изначально было 5
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | var m0 = 1; // масштаб массы
| |
| − | var t0 = 1; // масштаб времени (период колебаний исходной системы)
| |
| − | var a0 = 1; // масштаб расстояния (диаметр шара)
| |
| − |
| |
| − | var g0 = a0 / t0 / t0; // масштаб ускорения (ускорение, при котором за t0 будет пройдено расстояние a0)
| |
| − | var k0 = 2 * Pi / t0; // масштаб частоты
| |
| − | var C0 = m0 * k0 * k0; // масштаб жесткости
| |
| − | var B0 = 2 * m0 * k0; // масштаб вязкости
| |
| − |
| |
| − | // *** Задание физических параметров ***
| |
| − |
| |
| − | var Ny = 50 ; //увеличить до 50-100, было 16, потом 22 // число шаров, помещающихся по вертикали в окно (задает размер шара относительно размера окна)
| |
| − | var m = 1* m0; // масса
| |
| − | var CWall = 10 * C0; // жесткость стен
| |
| − | var CBall = 0.1 * CWall; // жесткость между частицами
| |
| − | var BVisc = 0.008 * B0; // вязкость среды было 0.008
| |
| − | var BWall = 0.03 * B0; // вязкость на стенках
| |
| − |
| |
| − | var r = 0.5 * a0; // радиус частицы в расчетных координатах
| |
| − | var K = 0.7; // ??? // все силы, зависящие от радиуса, ограничиваются значением, реализующимся при r/a = K
| |
| − | var a = 2 * r; // равновесное расстояние между частицами
| |
| − | var aCut = 2.5 * r; // радиус обрезания
| |
| − | var alfa = 2; // коэффициент для хрупкого вз. Лен-Дж
| |
| − |
| |
| − | // *** Задание вычислительных параметров ***
| |
| − |
| |
| − | var fps = 20; // frames per second - число кадров в секунду (качечтво отображения)
| |
| − | var spf = 100; // steps per frame - число шагов интегрирования между кадрами (скорость расчета)
| |
| − | var dt = 0.04 * t0 / fps; // шаг интегрирования (качество расчета) //было 0.04*to/fps
| |
| − | var mg = 1 * m * g0; // сила тяжести в начальный момент времени
| |
| − |
| |
| − | // Выполнение программы
| |
| − | var sqrt3 = Math.sqrt(3);
| |
| − | var r2 = r * r; // ___в целях оптимизации___
| |
| − | var a2 = a * a; // ___в целях оптимизации___
| |
| − | var D = a2 * CBall / 72; // энергия связи между частицами
| |
| − | var LJCoeff = 12 * D / a2; // коэффициент для расчета потенциала Л-Дж
| |
| − | var bet = Math.pow(13 / 7, 1/6) * a; // коэффициент для SLJ потенциала
| |
| − | var bet2 = bet * bet; // ___в целях оптимизации___
| |
| − | var SLJDenominator = 1 / (aCut * aCut - bet2); // знаменатель для расчета SLJ потенциала
| |
| − | var sqrtkoef = Math.sqrt(alfa/(1+alfa)); //___в целях оптимизации___
| |
| − |
| |
| − | var Ka = K * a; // ___в целях оптимизации___
| |
| − | var K2a2 = K * K * a2; // ___в целях оптимизации___
| |
| − |
| |
| − | var dNd = null; // ссылка на захваченный курсором шар (drag & drop)
| |
| − |
| |
| − | var numberOfBorder = 0;
| |
| − |
| |
| − | this.setSlider_01 = function(c) {mg = c * m * g0;}; // функция для слайдера гравитации;
| |
| − | this.setSlider_02 = function(c) {10;}; // функция для слайдера количества шаров по Х;
| |
| − |
| |
| − | // Настройка интерфейса
| |
| − |
| |
| − | slider_01.min = 0; slider_01.max = 5;
| |
| − | slider_01.step = 0.05;
| |
| − | slider_01.value = mg / m / g0; // начальное значение ползунка должно задаваться после min и max
| |
| − | text_01.value = mg / m / g0;
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | // slider_02.min = 1;
| |
| − | // slider_02.step = 1;
| |
| − | // slider_02.max = w-3;
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | // Запуск новой системы
| |
| − |
| |
| − | // следующие переменные должны пересчитываться каждый раз, когда мы изменяем значение Ny
| |
| − | var scale, w, h;
| |
| − | var rScale13, rScaleShift;
| |
| − | this.newSystem = function() {
| |
| − | scale = canvas.height / Ny / a0; // масштабный коэффициент для перехода от расчетных к экранным координатам
| |
| − | w = canvas.width / scale; // ширина окна в расчетных координатах
| |
| − | h = canvas.height / scale; // высота окна в расчетных координатах
| |
| − |
| |
| − | rScale13 = r * scale * 1.3; // ___в целях оптимизации___
| |
| − | rScaleShift = r * scale / 5; // ___в целях оптимизации___
| |
| − |
| |
| − | this.setBorder();
| |
| − | this.setQuad(10,10); //размером 10х10 // сразу создаем конфигурацию
| |
| − | this.setFence();
| |
| − | };
| |
| − |
| |
| − | // Работа с мышью
| |
| − |
| |
| − | var mx_, my_; // буфер позиции мыши (для расчета скорости при отпускании шара)
| |
| − |
| |
| − | canvas.onmousedown = function(e) { // функция при нажатии клавиши мыши
| |
| − | var m = mouseCoords(e); // получаем расчетные координаты курсора мыши
| |
| − | // цикл в обратную сторону, чтобы захватывать шар, нарисованный "сверху"
| |
| − | // (т.к. цикл рисования идет в обычном порядке)
| |
| − | for (var i = balls.length - 1; i >= 0; i--) {
| |
| − | var b = balls[i];
| |
| − | var rx = b.x - m.x;
| |
| − | var ry = b.y - m.y;
| |
| − | var rLen2 = rx * rx + ry * ry; // квадрат расстояния между курсором и центром шара
| |
| − | if (rLen2 <= r2) { // курсор нажал на шар
| |
| − | if (e.which == 1) { // нажата левая клавиша мыши
| |
| − | dNd = b;
| |
| − | dNd.xPlus = dNd.x - m.x; // сдвиг курсора относительно центра шара по x
| |
| − | dNd.yPlus = dNd.y - m.y; // сдвиг курсора относительно центра шара по y
| |
| − | mx_ = m.x; my_ = m.y;
| |
| − | canvas.onmousemove = mouseMove; // пока клавиша нажата - работает функция перемещения
| |
| − | } else if (e.which == 3) // нажата правая клавиша мыши
| |
| − | balls.splice(i, 1); // удалить шар
| |
| − | return;
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | // если не вышли по return из цикла - нажатие было вне шара, добавляем новый
| |
| − | if (e.which == 1) {
| |
| − | dNd = addNewBall(m.x, m.y, true); // добавляем шар и сразу захватываем его курсором
| |
| − | if (dNd == null) return; // если шар не добавился (из за стен или других шаров) - возвращаемся
| |
| − | dNd.xPlus = 0; dNd.yPlus = 0; // держим шар по центру
| |
| − | mx_ = m.x; my_ = m.y;
| |
| − | canvas.onmousemove = mouseMove; // пока клавиша нажата - работает функция перемещения
| |
| − | }
| |
| − | };
| |
| − |
| |
| − | document.onmouseup = function(e) { // функция при отпускании клавиши мыши
| |
| − | canvas.onmousemove = null; // когда клавиша отпущена - функции перемещения нету
| |
| − | dNd = null; // когда клавиша отпущена - захваченного курсором шара нету
| |
| − | };
| |
| − |
| |
| − | function mouseMove(e) { // функция при перемещении мыши, работает только с зажатой ЛКМ
| |
| − | var m = mouseCoords(e); // получаем расчетные координаты курсора мыши
| |
| − | dNd.x = m.x + dNd.xPlus;
| |
| − | dNd.y = m.y + dNd.yPlus;
| |
| − | dNd.vx = 0.6 * (m.x - mx_) / dt / fps; dNd.vy = 0.6 * (m.y - my_) / dt / fps;
| |
| − | mx_ = m.x; my_ = m.y;
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | function mouseCoords(e) { // функция возвращает расчетные координаты курсора мыши
| |
| − | var m = [];
| |
| − | var rect = canvas.getBoundingClientRect();
| |
| − | m.x = (e.clientX - rect.left) / scale;
| |
| − | m.y = (e.clientY - rect.top) / scale;
| |
| − | return m;
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | // Работа с массивом
| |
| − |
| |
| − | var balls = []; // массив шаров
| |
| − | var addNewBall = function(x, y, check) {
| |
| − | // проверка - не пересекается ли новый шар со стенами или уже существующими шарами
| |
| − | if (check) {
| |
| − | if (x - r < 0 || x + r > w || y - r < 0 || y + r > h) return null;
| |
| − | for (var i = 0; i < balls.length; i++) {
| |
| − | var rx = balls[i].x - x;
| |
| − | var ry = balls[i].y - y;
| |
| − | var rLen2 = rx * rx + ry * ry;
| |
| − | if (rLen2 < 4 * r2) return null;
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | var b = [];
| |
| − |
| |
| − | b.x = x; b.y = y; // расчетные координаты шара
| |
| − | b.fx = 0; b.fy = mg; // сила, действующая на шар , вернул знак
| |
| − | b.vx = 0; b.vy = 0; // скорость
| |
| − | b.ro = 0;
| |
| − | b.ro0 = ro0;
| |
| − | b.ax = 0;
| |
| − | b.ay = 0;
| |
| − | b.m = m;
| |
| − |
| |
| − | b.latX = Math.floor(b.x / aCut);
| |
| − | b.latY = Math.floor(b.y / aCut);
| |
| − |
| |
| − | balls[balls.length] = b; // добавить элемент в конец массива
| |
| − | return b;
| |
| − | };
| |
| − |
| |
| − | this.setTriangularLattice = function(latX,latY) { // задать на поле треугольную решетку (Серегин код, апгрейднутый мной)
| |
| − | // countFence = 0;
| |
| − |
| |
| − | // balls = [];
| |
| − | for (var j = Math.floor(latY); j >= 0 ; j--)
| |
| − | for (var i = 1; i < Math.floor(latX / r)-1 ; i++)
| |
| − | if ((i + j) % 2 == 0) addNewBall(4 * r + i*r, h - 4*r - r*sqrt3*j - r, false);
| |
| − |
| |
| − | };
| |
| − |
| |
| − | this.setQuad = function(latX,latY) { // квадратная конфигурация (мой код) размера latX x latY
| |
| − | for (var j = Math.floor(latY); j > 0; j--)
| |
| − | for (var i = 0; i < Math.floor(latX); i++)
| |
| − | addNewBall(r*2*(i+2) + r, h - 2*r*(j+1) -r ,false);
| |
| − |
| |
| − | };
| |
| − |
| |
| − | this.setBorder = function(){ //установка границ на пределе прорисовки
| |
| − | balls = [];
| |
| − | numberOfBorder = 0;
| |
| − |
| |
| − | this.deleteFence();
| |
| − | for (var i = 0; i < 2; i++)
| |
| − | {
| |
| − | for (var j = 0; j < w ; j++){
| |
| − | addNewBall(j + r, i*2*r + r,false);
| |
| − | numberOfBorder++;
| |
| − | }
| |
| − | for (var j = 0; j < w + 1; j++){
| |
| − | addNewBall(j - r,h - 2 * r * i - r,false);
| |
| − | numberOfBorder++;
| |
| − | }
| |
| − | for (var j = 2; j < h - 2; j++){
| |
| − | addNewBall(2 * r * i + r, j + r, false);
| |
| − | numberOfBorder++;
| |
| − | }
| |
| − | for (var j = 2; j < h - 2; j++){
| |
| − | addNewBall(w - 2 * r * i - r / 2, j + r, false);
| |
| − | numberOfBorder++;
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − | var countFence = 0;
| |
| − | var countVarFence = true;
| |
| − | this.setFence = function(){
| |
| − | if (countVarFence){
| |
| − | countFence = 0;
| |
| − | for(var i = 0; i < 2; i++)
| |
| − | for(var j = Math.round(3*h/4); j > 0 ; j--){
| |
| − | addNewBall(26 * r + 2 * r * i , h - 3 * r - 2*r*j,false);
| |
| − | countFence++;
| |
| − | }
| |
| − | countVarFence = false;
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | this.deleteFence = function(){
| |
| − | b1 = balls;
| |
| − | balls = [];
| |
| − | for(var i = 0; i < b1.length - countFence; i++)
| |
| − | balls[i] = b1[i];
| |
| − |
| |
| − | countFence = 0;
| |
| − | countVarFence = true;
| |
| − |
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | // this.setEmpty = function() {balls = [];}; //за ненадобностью, заменен на задание границ
| |
| − |
| |
| − | // Основной цикл программы
| |
| − |
| |
| − | function control() {
| |
| − | physics();
| |
| − | draw();
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | // Расчетная часть программы
| |
| − |
| |
| − | function physics() { // то, что происходит каждый шаг времени
| |
| − | for (var s = 1; s <= spf; s++) {
| |
| − |
| |
| − | for (var i = 0; i < balls.length; i++) { //обнуление
| |
| − | balls[i].fy = 0;
| |
| − | balls[i].fx = 0;
| |
| − | balls[i].ro = 0;
| |
| − | balls[i].ax = 0;
| |
| − | balls[i].ay = 0;
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | impAverageX = 0;
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | for (var i = 0; i < balls.length; i++) { //расчет плотностей
| |
| − | var b1 = balls[i];
| |
| − | for (var j = 0; j < balls.length; j++) {
| |
| − | var b2 = balls[j];
| |
| − | if((b2.latX == (b1.latX - 1)) | (b2.latX == (b1.latX)) | (b2.latX == (b1.latX + 1)) | (b2.latY == (b1.latY - 1)) | (b2.latY == (b1.latY)) | (b2.latY == (b1.latY + 1))){
| |
| − |
| |
| − | var rx = b1.x - b2.x;
| |
| − | var ry = b1.y - b2.y; // вектор смотрит на первый шар (на b1 из b2)
| |
| − | var r2 = rx * rx + ry * ry; // квадрат расстояния между шарами
| |
| − | var rLen = Math.sqrt(r2); //расстояние между шарами
| |
| − | if (rLen <= aCut) {
| |
| − |
| |
| − | b1.ro += b2.m * (5 / (Pi * aCut * aCut)) * (1 + 3 * rLen / aCut) * (1 - rLen / aCut)* (1 - rLen / aCut)* (1 - rLen / aCut); // ядро Люси
| |
| − | //console.log(b1.ro);
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − | balls[i] = b1;
| |
| − |
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | /* if (count != balls.length){ //изменение плотности при появлении нового шарика
| |
| − |
| |
| − | var ro0 = balls[0].ro
| |
| − | for(var i = 1; i < balls.length; i++){
| |
| − | if (balls[i].ro < ro0){
| |
| − | ro0 = balls[i].ro;
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | for (var i = 0; i < balls.length; i++){
| |
| − | balls[i].ro0 = ro0;
| |
| − | }
| |
| − | count = balls.length;
| |
| − |
| |
| − | }
| |
| − | */
| |
| − |
| |
| − | for (var i = 0; i < balls.length; i++) { //расчет давлений для каждой частицы
| |
| − | balls[i].p = Bb * (Math.pow(balls[i].ro/balls[i].ro0,γ) - 1);
| |
| − | // balls[i].p = Bb*(balls[i].ro-ro0); //с сайта кафедры
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | for (var i = numberOfBorder; i < balls.length - countFence; i++) { //расчет ускорений
| |
| − | var b1 = balls[i];
| |
| − | for (var j = 0; j < balls.length; j++) {
| |
| − | var b2 = balls[j];
| |
| − | if((b2.latX == (b1.latX - 1)) | (b2.latX == (b1.latX)) | (b2.latX == (b1.latX + 1)) | (b2.latY == (b1.latY - 1)) | (b2.latY == (b1.latY)) | (b2.latY == (b1.latY + 1))){
| |
| − |
| |
| − | var rx = b1.x - b2.x;
| |
| − | var ry = b1.y - b2.y; // вектор смотрит на первый шар (b1 из "нуля")
| |
| − | var r2 = rx * rx + ry * ry; // квадрат расстояния между шарами
| |
| − | var rLen = Math.sqrt(r2); //расстояние между шарами
| |
| − |
| |
| − | var vx = b1.vx - b2.vx;
| |
| − | var vy = b1.vy - b2.vy;
| |
| − |
| |
| − | if (rLen <= aCut) {
| |
| − | var PabX = -alpha * aCut * Cab /((b1.ro + b2.ro)/2) * vx * rx/(rLen * rLen + 0.01 * aCut * aCut);
| |
| − | var PabY = -alpha * aCut * Cab /((b1.ro + b2.ro)/2) * vy * ry/(rLen * rLen + 0.01 * aCut * aCut);
| |
| − |
| |
| − | b1.ax += b2.m * 60 / (Math.pow(aCut,6) * Pi) * (aCut - rLen) * (aCut - rLen) * (b2.p * rx / (b2.ro * b2.ro) + b1.p * rx / (b1.ro * b1.ro) + PabX * rx);
| |
| − | b1.ay += b2.m * 60 / (Math.pow(aCut,6) * Pi) * (aCut - rLen) * (aCut - rLen) * (b2.p * ry / (b2.ro * b2.ro) + b1.p * ry / (b1.ro * b1.ro) + PabY * ry);
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | if (b1 == dNd) continue; // если шар схвачен курсором - его вз. со стенами и перемещение не считаем
| |
| − |
| |
| − | // if (b1.y + r > h) { b1.fy += -CWall * (b1.y + r - h) - BWall * b1.vy; }
| |
| − | // if (b1.y - r < 0) { b1.fy += -CWall * (b1.y - r) - BWall * b1.vy;}
| |
| − | // if (b1.x + r > w) { b1.fx += -CWall * (b1.x + r - w) - BWall * b1.vx; }
| |
| − | // if (b1.x - r < 0) { b1.fx += -CWall * (b1.x - r) - BWall * b1.vx; }
| |
| − | balls[i] = b1;
| |
| − | }
| |
| − | for (var i = numberOfBorder; i < balls.length - countFence; i++){
| |
| − |
| |
| − | b1 = balls[i];
| |
| − | b1.vx += (b1.fx + b1.ax) * dt;
| |
| − | b1.vy += (b1.fy + b1.ay + mg / m) * dt;
| |
| − | b1.x += b1.vx * dt;
| |
| − | b1.y += b1.vy * dt;
| |
| − | b1.latX = Math.floor(b1.x / aCut);
| |
| − | b1.latY = Math.floor(b1.y / aCut);
| |
| − | balls[i] = b1;
| |
| − | // impAverageX += m * b1.vx;
| |
| − |
| |
| − | }
| |
| − | //console.log(impAverageX/balls.length)
| |
| − | //console.log(numberOfBorder);
| |
| − |
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | // Рисование
| |
| − | context.fillStyle = "#d3692e";
| |
| − | function draw() {
| |
| − | context.clearRect(0, 0, w * scale, h * scale); // очистить экран
| |
| − | for (var i = 0; i < balls.length; i++){
| |
| − | var xS = balls[i].x * scale; var yS = balls[i].y * scale;
| |
| − | context.beginPath();
| |
| − | context.arc(xS, yS, r * scale, 0, 2 * Math.PI, false);
| |
| − | context.closePath();
| |
| − | context.fill();
| |
| − | }
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | // Запуск системы
| |
| − | this.newSystem();
| |
| − | setInterval(control, 1000 / fps);
| |
| − | // след. функция обновляет информацию о количестве частиц на поле
| |
| − | setInterval(function(){document.getElementById('ballsNum').innerHTML = balls.length;}, 1000 / 20);
| |
| − | }
| |
| − |
| |
| − | </syntaxhighlight>
| |
| − | </div>
| |
| | | | |
| | == Возможности программы == | | == Возможности программы == |
