Технологія роботи

1. Відрегулюйте INITIAL-NUMBER повзунком. Змінювати INITIAL-NUMBER під час роботи моделі (коли GO/STOP натиснута) неможливо.

2. Натисніть кнопку SETUP.

3. Натисніть GO/STOP і спостерігайте, що відбувається.

4. Включіть SHOW-WALL-HITS?, щоб візуалізувати попадання частинок у стіну.

5. Відрегулюйте NUMBER-TO-ADD слайдером.

6. Натисніть на кнопку ADD PARTICLES.

7. Спостерігайте співвідношення між графіками зміни числа частинок і тиску в часі.

8. Повторіть додавання частинок кілька разів. Спостерігайте зміни на графіках.

9. За допомогою SLOW-MOTION-SLIDER сповільніть рух частинок так, щоб можна було виявити, що змушує датчик тиску в моделі показувати нуль.

Ви повинні були помітити, що при будь-якому числі часток в контейнері, тиск коливався в певному діапазоні значень, навіть за відсутності додавання нових частинок. Коли тиск коливається в межах чіткого інтервалу значень, кажуть, що він стабілізується. Коливання відбуваються у межах вузького діапазону (на рисунку праворуч виділені сині смуги), коли число частинок не змінюється. Графіки показують, що відбувається після додавання частинок. Тиск різко зростає (після невеликої затримки з моменту початку руху частинок по контейнеру до досягнення ними стінки), потім падає. Потім тиск поступово стабілізується між новим діапазоном значень.

Коли вчені використовують комп'ютерну модель, щоб вивчити і зрозуміти складні системи, вони часто знаходять корисним, щоб випробувати різні методи візуалізації моделей і відносин в отриманих даних. Графіки є одним з корисних методів візуалізації моделей і відносин. Але іноді традиційні графіки не можуть адекватно показати складні візуалізації. У таких випадках часто використовують колір, форму і розмір для представлення даних, щоб допомогти швидко розпізнавати образи і співвідношення, які в іншому випадку важко було б виявити. Такі прийоми застосовують у наступній моделі.

Модель 3. Circular Particles (рух частинок)

Модель є більш точною і призначена для дослідження зміни співвідношення кінетичної енергії часток під час їх зіткнень. Для розрахунків приймають, що частинки мають круглу форму і певний розмір, на відміну від моделювання частинок у вигляді безрозмірної точки, як у попередніх моделях.

Робоче вікно моделі:

Модель визначає рух частинок, що стикаються, без втрати їх загального імпульсу або повної кінетичної енергії (пружне зіткнення). Щоб обчислити результат зіткнення, необхідно обчислити точний час, коли край однієї частинки (представленої у вигляді кола), буде торкатися краю іншої частинки (або стінок контейнера), їх подальші траєкторії руху і швидкість. Виконуючи такий розрахунок, можна визначити, коли наступне зіткнення відбуватиметься в часі і в будь-якому місці системи. Обмін кінетичної енергії і імпульсу між двома частинками відбувається згідно законів збереження енергії і імпульсу вздовж осі зіткнення. Потім обчислюються нові характеристики (кут, швидкість і напрямок руху частинок).

Нові елементи керування моделі:

INITIAL-NUMBER – визначає кількість частинок газу, які встановлюються SETUP. Якщо поле WORLD&VIEW є дуже малим або частинки занадто великі, процедура буде припинена, щоб зображення часток не перекривалися.

SHOW-SPEED-AS-COLOR? – дозволяє візуалізувати швидкість частинок, використовуючи колірну палітру. Містить список, що розгортається, з такими варіантами:

- «Red green blue» – для кодування використовуються три кольори. Синій показує найменшу швидкість, червоний – найбільшу, відповідно – зелений це проміжні значення швидкостей частинок;

- «Violet shades» – перехід від меншої до більшої швидкості частинок показується зміною кольору від темно- до світло-фіолетового;

- «One color» – частинки відображаються одним зеленим кольором і не виділяються як швидкі або повільні;

- «Custom color» – дозволяє призначати колір частці самостійно з використанням командного центру (командної строки).

LABELS? – Дозволяє ввімкнути чи вимкнути відображення ідентифікаційного номера частинок, так званий лейбл.

Command Cеnter – вікно для програмування. Працювати з ним потрібно за допомогою миші та клавіатури. Всі команди повинні бути введені в нижній частині вікна Command Cеnter поруч із символами: O>

Монітори:

CLOCK – показує кількість відпрацьованих GO циклів.

PARTICLE 0 SPEED – повідомляє швидкість однієї з часток (перша частка зі створених позначається як нульова).

PARTICLE 0 HEADING – повідомляє курс однієї з частинок (нульової).

Графіки:

KINETIC ENERGY VS. TIME – графік зміни кінетичної енергії двох частинок. Якщо модель працює тільки з двома частками, на графіку буде видно, що сумарна кінетична енергія зберігається при їх зіткненні.

PARTICLE 0 SPEED VS. TIME – графік зміни швидкості нульової частинки з плином часу.

PARTICLE 0 HEADING – графік показує зміну кута напрямку руху нульової частинки з плином часу.

Зверніть увагу, що в моделі частинки ніколи не перекриваються і не проникають в стінку контейнера.

У NetLogo, можна використовувати різні схеми фарбування об'єктів, щоб візуалізувати їх різні атрибути. У даній моделі колір використовують для візуалізації швидкості частинок, виділення окремої частки на фоні інших, прорисовування шляхів руху тощо.

Дата добавления: 2015-05-06