Автор Тема: Точечная модель газов и жидкостей  (Прочитано 994 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Точечная модель газов и жидкостей
« : 06 Декабрь 2022, 23:52:05 »
Выкладываю программу на Javascript для моделирования движения точек, представляющих собой молекулы газа или жидкости.

Код после редактирования темы будет выложен дальше, пропустив посты обсуждений.
« Последнее редактирование: 11 Январь 2023, 13:13:16 от computAI »

Большой Форум

Точечная модель газов и жидкостей
« : 06 Декабрь 2022, 23:52:05 »
Загрузка...

Оффлайн BJIaquMup

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 48459
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +658/-1746
  • Пол: Мужской
  • Oшызденeвший НумерОЛУX
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #1 : 07 Декабрь 2022, 09:30:15 »
Наконец-то появилась модель идеального газа.
На которой можно воочию увидеть странную структуру звезды, то есть, газового шара, в котором текут реакции с выделением тепла.

Тема такая была. Открытая может быть даже самим Иваном Гореликом. (А может и мной. Не помню. Долго искать).
Ключевые слова - "эффект арки".

Написать такую прогу особого труда нет (да она и написана, для Богдана Пинопы). Весь прикол, что люди её отказываются признавать. Хотя, если местных физиков-ортов спросишь, то они тебе ответят, что такую прогу идеального газа лепит чуть ли не каждый студент на коленке за 5 минут.
Ни одну такую программу я найти так и не смог, за всё время существования интернета.  :)
Это -- первая.  :)

Смысл программы в том, чтобы проверить, как проходит существование "сферического коня в вакууме" с нагревом внутри и с охлаждением снаружи.  :)
В 1-d, 2-d и 3-d пространствах.
"Собрание звероящеров постановило не признавать эволюцию".

В.А.Шендерович

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #2 : 07 Декабрь 2022, 10:37:04 »
Весь прикол, что люди её отказываются признавать.
Не очень понятно. Конечно упругие столкновения нейтральных молекул это частный случай, реальные жидкости или жидкие кристаллы, в том числе ионные, взаимодействуют гораздо сложнее. Но думаю можно достичь реалистичности поведения таких систем в модели, без чрезмерной нагрузки на процессор. Необходимо намного меньше ресурсов, чем для "сетки", там поможет только суперкомпьютер.
Ни одну такую программу я найти так и не смог, за всё время существования интернета.
Да, хоть сколько-нибудь умеющие программировать обычно очень дорожат своим трудом. Даже программу для управления простейшим детским роботом нельзя найти в открытом доступе. Я тоже наверное не стал бы выкладывать полный текст со всеми нюансами ввода-вывода, деревом для хранения миллионов молекул. Но основы алгоритмов считаю своим долгом публиковать, если не запрещает коммерческая тайна и корпоративная этика.

Оффлайн BJIaquMup

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 48459
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +658/-1746
  • Пол: Мужской
  • Oшызденeвший НумерОЛУX
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #3 : 07 Декабрь 2022, 10:57:06 »
Не очень понятно. Конечно упругие столкновения нейтральных молекул это частный случай, реальные жидкости или жидкие кристаллы, в том числе ионные, взаимодействуют гораздо сложнее. Но думаю можно достичь реалистичности поведения таких систем в модели, без чрезмерной нагрузки на процессор. Необходимо намного меньше ресурсов, чем для "сетки", там поможет только суперкомпьютер.
Да при чём здесь нагрузка на процессор?
Для одномерного идеального газа в центральном поле сил достаточно процессора внутри головы.
Запрограммировать это - раз плюнуть. Важно, что это никто не признает.


Да, хоть сколько-нибудь умеющие программировать обычно очень дорожат своим трудом. Даже программу для управления простейшим детским роботом нельзя найти в открытом доступе. Я тоже наверное не стал бы выкладывать полный текст со всеми нюансами ввода-вывода, деревом для хранения миллионов молекул. Но основы алгоритмов считаю своим долгом публиковать, если не запрещает коммерческая тайна и корпоративная этика.
Вы вообще где живёте? На Марсе?
Дорожить трудом можно сколько угодно. Знай дорожи. Ибо, твоя программа никому не нужна.
Какие коммерческие тайны? Какие корпоративные этики? Речь идёт о одномерном идеальном газе в центральном поле сил. Это смешно.

Да, но в трёпе ты ничего никому не докажешь.
Вот давайте я попробую вам доказать. Речь, ещё раз повторяю, идёт о модели звезды.
Конкретно -- модель одномерного идеального газа в центральном поле сил. Это модель звезды.
Берём некоторое количество атомов газа и помещаем всё это в некое центральное поле сил. Допускаем, что в некоем центре сосредоточена вся масса. Смотрим за поведением атомов, которые в центре масс получают термоядерный пинок, а на периферии "остывают" и отдают свою энергию Коцмасу. Смотрим распределение атомов в пространстве. Всё.

Я это смотрел очень давно. Программы на Delphi давно утрачены. Но результат помню. Результат меня поразил.
"Собрание звероящеров постановило не признавать эволюцию".

В.А.Шендерович

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #4 : 07 Декабрь 2022, 20:49:46 »
Я имел в виду трёхмерный случай. Если вся масса сосредоточена в одной точке, там будет резкая сингулярность и явно неадекватные результаты. В таком виде как выложена, программка конечно подходит только для студенческих презентаций, как сила тяжести влияет на атмосферу. Реальные зависимости гораздо более сложные, это да.

Оффлайн BJIaquMup

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 48459
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +658/-1746
  • Пол: Мужской
  • Oшызденeвший НумерОЛУX
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #5 : 07 Декабрь 2022, 21:01:03 »
Я имел в виду трёхмерный случай. Если вся масса сосредоточена в одной точке, там будет резкая сингулярность и явно неадекватные результаты. В таком виде как выложена, программка конечно подходит только для студенческих презентаций, как сила тяжести влияет на атмосферу. Реальные зависимости гораздо более сложные, это да.
Никаких сингулярностей здесь нет. Результат неожиданный, но вполне адекватный.
Почему презентация студенческая? Чем раличается студенческая от не студенческой? Разве есть различия? Studio и есть учиться. Учебная программа. А какая ещё?
И что значит, "вся масса"? Какая "вся"? Массу, какую зададите, такая и будет. Можно вообще без массы. Можно придать массу каждой точке. От этого результат будет ещё интереснее.

p.s.
И размерность, очень не только 3-д. Просто потому, что 3-д более затратная. А 1-д -- куда более простая и рельефная. 2-д тоже достаточно интересная и не столько затратная, нежели 3-д.
А почему вы так сразу заосторожничали?  ::)
« Последнее редактирование: 07 Декабрь 2022, 21:04:05 от BJIaquMup »
"Собрание звероящеров постановило не признавать эволюцию".

В.А.Шендерович

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #6 : 08 Декабрь 2022, 09:59:17 »
Никаких сингулярностей здесь нет.
Нет потому что я задал расчёт самогравитационной силы с использованием параметра gsize.
dist = sqrt(gsize + dx * dx + dy * dy + dz * dz);
Который тем больше, чем "рыхлее" облако, больше среднее расстояние точек от центра масс. Конечно это крайний примитив, сойдёт только для игр собирать облака в тучи. Реальные гравитационные потенциалы рассчитываются намного сложнее, хотя и это возможно с терпимой нагрузкой на компьютер.
Чем раличается студенческая от не студенческой?
Я имел в виду которая лишь визуально показывает основные эффекты, без попыток рассчитать и изобразить физические явления с заданной точностью.
Можно придать массу каждой точке.
Она изначально и задаётся каждой точке в моей программке. На усмотрение пользователя, прямо такую функцию я не писал.
И размерность, очень не только 3-д.
При желании можно задать и одномерный вариант, если сделать ymin = ymax, zmin = zmax, задать такие же координаты всем точкам в этих измерениях, и обнулить скорости по y и z.

Оффлайн BJIaquMup

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 48459
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +658/-1746
  • Пол: Мужской
  • Oшызденeвший НумерОЛУX
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #7 : 08 Декабрь 2022, 12:20:35 »
При желании можно задать и одномерный вариант, если сделать ymin = ymax, zmin = zmax, задать такие же координаты всем точкам в этих измерениях, и обнулить скорости по y и z.
Вот одномерный вариант и самый интересный. Ввиду его простоты исполнения.
Там ведь как? Получается, что атомы просто "не видят" друг друга. Они, можно считать, идеально "проходят" друг через друга, так, как будто их и нету. Это вообще сильно упрощает программу.
И выясняется, что в "центре масс", куда мы поместили "термоядерный реактор", то есть, там, где каждому атому даётся энергетический "пинок", там скапливается совсем немного атомов. А все атомы распределяются на краю "звезды", как раз там, где атом отдаёт свою энергию в космическое пространство в виде ... .Ну, не важно, в каком виде.
Для нас получение энергии атомом и высвобождение энергии есть чёрный ящик.

Результат, который мы получаем, небезынтересен. (Хотя, он логичен).
Почти вся масса звезды скапливается у периферии. Но в центре остаётся ядро 15% где-то от общей массы.
Но это ещё не всё. В процессе течения времени, эта звезда пульсирует. То есть, её масса перетекает в центр (Если мы жестко ввели условие некоего массивного центра), а потом опять раскидывается на периферию.
А если мы введём для каждого атома свою массу, то результат будет стабильным: Основная масса скопится на периферии, а в центре остаётся где-то 10% массы.

Таковы результаты.  :)
Если взять 2-д вариант, то ядро сильно увеличивается, но процесс такой же. Надо полагать, то же и для 3-д, с увеличением массы ядра.
"Собрание звероящеров постановило не признавать эволюцию".

В.А.Шендерович

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #8 : 08 Декабрь 2022, 16:19:14 »
Получается, что атомы просто "не видят" друг друга.
В моих алгоритмах частицы газа наоборот, отталкиваются, ещё подойдя на расстояние colldist, чтобы не упустить момент встречи при слишком большом шаге времени и проходимых за раз расстояниях. Элементы жидкостей тоже предполагается не будут проходить друг сквозь друга, разогнанные притяжением, а пользователь сделает адекватные параметры для функции отталкивания.

В реальных звёздах происходит выделение энергии за счёт реакций, поэтому распределение массы будет очень сложным.

Самое интересное это можно ли реалистично моделировать поведение жидкостей, какую форму имеют графики взаимодействия за счёт сил Ван-дер-Ваальса или водородных связей. Полагаю, моделировать полярные молекулы воды не получится на точечной основе, взяв атомы кислорода как условно отрицательные точки, водорода как положительные, и чтобы на близких расстояниях отталкивались даже кислород с водородом соседних молекул. Кислород ведь образует только две водородные связи за счёт свободных электронных пар на внешней оболочке, не произвольное количество. Так что даже без серьёзной перестройки основных связей (электронных облаков), для молекул взаимодействующих на довольно больших расстояниях, вряд ли можно создать адекватный алгоритм.
« Последнее редактирование: 08 Декабрь 2022, 16:31:37 от computAI »

Оффлайн BJIaquMup

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 48459
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +658/-1746
  • Пол: Мужской
  • Oшызденeвший НумерОЛУX
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #9 : 08 Декабрь 2022, 18:16:44 »

В реальных звёздах происходит выделение энергии за счёт реакций, поэтому распределение массы будет очень сложным.

Это отговорка. В реальных звёздах атом получает термоядерный пинок. Как будет выглядеть этот пинок, не есть важно.
Я понял, что это отговорка, и модель вам не интересна. Принято.
"Собрание звероящеров постановило не признавать эволюцию".

В.А.Шендерович

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #10 : 08 Декабрь 2022, 22:39:07 »
В звёздах всё намного сложнее, и такие чисто точечные модели непригодны. Излучаются нейтрино, которые действительно почти свободно проходят сквозь другие объекты, но существенно изменяют гравитационный потенциал системы. Есть рентгеновские фотоны, взаимодействие которых с частицами заметно зависит от энергии (длины волны). С ядрами может почти не взаимодействуют, а с электронами плазмы могут. Тут больше подходит сеточная модель, чем точечная, или комбинированная, и не особенно понятны даже базовые уравнения взаимодействий. Если дадите точные формулы, я наверное не поленюсь изобразить это в С++.
« Последнее редактирование: 08 Декабрь 2022, 22:42:11 от computAI »

Оффлайн BJIaquMup

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 48459
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +658/-1746
  • Пол: Мужской
  • Oшызденeвший НумерОЛУX
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #11 : 08 Декабрь 2022, 23:00:22 »
В звёздах всё намного сложнее, и такие чисто точечные модели непригодны. Излучаются нейтрино, которые действительно почти свободно проходят сквозь другие объекты, но существенно изменяют гравитационный потенциал системы. Есть рентгеновские фотоны, взаимодействие которых с частицами заметно зависит от энергии (длины волны). С ядрами может почти не взаимодействуют, а с электронами плазмы могут. Тут больше подходит сеточная модель, чем точечная, или комбинированная, и не особенно понятны даже базовые уравнения взаимодействий. Если дадите точные формулы, я наверное не поленюсь изобразить это в С++.
Так все формулы вы уже дали. Что такое сеточная модель - это я не знаю. Нужна простая точечная. Просто модель идеального газа. Пока и всё.
Подключить к ней либо центральное поле сил, либо массу атомов. Закон всемирного тяготения ещё никто не отменял.

Всё остальное - трёп. Модель на то и модель, чтобы отвлечься от ненужных вещей и зафиксировать факт странного поведения газа в центральном поле сил.
При чём здесь нейтрино? Нейтрино влияет только на потерю массы Солнца. И то в длительной перспективе. А что там зависит от длины волны? Да ровным счётом ничего. Фотон не такой проникающий, как нейтрино. Всё это в массе своей работает там, где и проходят термоядерные реакции. Ну и что электроны? Те же частицы. Только отрицательно заряженные. Всё это называется плазмой.

Базовое уравнение - это собственно идеальный газ. Программы по которому студенты пекут, как блины. (Но ни одной такой программы я не видел).
Если вам труда не составит, то напишите на паскале или на Питоне. (Неохота устанавливать Дельфи).
"Собрание звероящеров постановило не признавать эволюцию".

В.А.Шендерович

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #13 : 09 Декабрь 2022, 16:11:26 »
Так все формулы вы уже дали.
Но это же детский лепет. Разве что для компьютерных игр. Даже по более-менее известным уравнениям не так просто что-то создать с физической реалистичностью. А процессы внутри звёзд это высший пилотаж. Основу составляет плазма из ядер и электронов. Средние скорости движения частиц очень разные, электроны на порядки легче. Красивая и сравнительно точная точечная визуализация возможна только для ядер, электроны придётся изображать какой-то плотностью на сетке, подобно волновым функциям. Иначе если взять шаг времени адекватный для электронов, ядра практически застынут на месте. Если для ядер, движения электронов будут нереально далёкие вместо отслеживания реалистичных столкновений. Не знаю, плазма подобна ли электронам в атомах, или нужны совсем другие уравнения диффузии, можно ли выделить отдельную волновую функцию каждого электрона хоть приблизительно. Фотоны и нейтрино вылетают настолько быстро, со скоростью света, что сразу придётся чертить прямую линию за пределы модельного объёма и анализировать, сталкиваются ли с чем-то по пути, может не всякое столкновение надо учитывать, а с определённой вероятностью. Ядерные реакции тоже наверное происходят вероятностно. И таким образом можно моделировать небольшой объём газа, жидкости или кристалла, с миллионами элементов. Если же это целая туча с триллионами молекул или звезда с триллионами триллионов частиц, тогда изначально подходит только сетка, и наблюдение за индивидуальными элементами нереально.

Оффлайн BJIaquMup

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 48459
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +658/-1746
  • Пол: Мужской
  • Oшызденeвший НумерОЛУX
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #14 : 09 Декабрь 2022, 16:59:54 »
Уважаемый computAI, вы тут нагородили совершенно ненужного огорода.
Фотон - вряд ли для него прозрачна звезда. Нейтрино совсем не при делах.
Чего вот вы нагородили? И всего-то нужно построить модель и зафиксировать проблему. Которая вполне реальна. И замыливать её нет смысла.
Сетка здесь тоже не нужна. Это скорее для кристаллов и жидкостей. А внутренности Сонца - это газ. А где реакции идут - плазма. Что в идеале не так важно.
Важно зафиксировать плотности атомов. И не надо здесь никаких триллионов. Достаточно и одной тыщи. Результат сразу будет виден. Особенно в одномерном варианте.
"Собрание звероящеров постановило не признавать эволюцию".

В.А.Шендерович

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #15 : 09 Декабрь 2022, 22:22:34 »
Фотон - вряд ли для него прозрачна звезда.
Это сложный вопрос. Почему-то условная мантия Солнца называется "зоной лучистого переноса". Наверное не одни нейтрино имеются в виду, но и рентгеновские фотоны. Если бы излучала только наружная кора, спектр был бы более узким и смёщенным в длинноволновую сторону. Но похоже из глубин вырываются и высокоэнергетические фотоны.
Нейтрино совсем не при делах.
Нейтрино нужны как минимум для сохранения импульса и энергии. Собственно из этих соображений и заподозрили существование таких частиц, стали искать и обнаружили.
зафиксировать проблему
Не очень понятно, что имеете в виду. Главная проблема отсуствие точных уравнений, пригодных для создания реалистичной модели. Я не знаток по физике плазмы, но раз и Вы не приводите формул, вероятно таковых пока и нет.
Это скорее для кристаллов и жидкостей.
В первую очередь сетки нужны для электронных облаков, некоторые кристаллы и жидкости может ещё получится представлять точками. А также для всех процессов, где из-за огромного количества элементов невозможно уделить внимание каждому.
« Последнее редактирование: 09 Декабрь 2022, 22:24:17 от computAI »

Оффлайн BJIaquMup

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 48459
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +658/-1746
  • Пол: Мужской
  • Oшызденeвший НумерОЛУX
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #16 : 09 Декабрь 2022, 23:32:51 »
Это сложный вопрос. Почему-то условная мантия Солнца называется "зоной лучистого переноса". Наверное не одни нейтрино имеются в виду, но и рентгеновские фотоны. Если бы излучала только наружная кора, спектр был бы более узким и смёщенным в длинноволновую сторону. Но похоже из глубин вырываются и высокоэнергетические фотоны.
То есть, вы хотите сказать, что фотоны прошивают кору, как нейтрино? Кора-то толще Земли в разы. Даже если это гамма-кванты, вряд ли они на такое способны, чтобы повлиять на такое распределение атомов. А тем более. Даже если это и так. Тогда тем более.

.Не очень понятно, что имеете в виду. Главная проблема отсуствие точных уравнений, пригодных для создания реалистичной модели. Я не знаток по физике плазмы, но раз и Вы не приводите формул, вероятно таковых пока и нет.
Что я должен привести? Программу идеального газа?  :) ::)
Но "орты", то есть, уважаемые физики, рвут на жoпе волосы, утверждают, что таковые программы студенты лепят, как блины.  ::)
Ну, если вы считаете, что таковая модель звезды ну совершенно не интересна, то мне остаётся только раскланяться.  ::)  :-X
"Собрание звероящеров постановило не признавать эволюцию".

В.А.Шендерович

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #17 : 10 Декабрь 2022, 13:51:38 »
То есть, вы хотите сказать, что фотоны прошивают кору, как нейтрино? Кора-то толще Земли в разы. Даже если это гамма-кванты, вряд ли они на такое способны, чтобы повлиять на такое распределение атомов.
Солнце состоит в основном из водорода, точнее плазмы, гда на один протон приходится один электрон. Это не свинцовая толща. Конечно у образовавшегося в ядре фотона мало шансов вылететь из звезды без существенных изменений. Происходит какое-то многократное переизлучение. Но в любом случае на фотоны и нейтрино приходится существенная часть массы-энергии. То есть, в модели будет как минимум четыре разных типа объектов (ещё ядра и электроны). Тогда как в классическом газе один тип (различия только по массе молекул), в полярной жидкости или ионном кристалле два типа ионов. Очень разные скорости и типы взаимодействий. Может кто-то умеет создавать такие модели, поделился бы опытом. Мне это не под силу.

Оффлайн computAI

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 179
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +3/-0
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #18 : 10 Декабрь 2022, 13:54:20 »
Программу идеального газа?
Наверное у внутренностей звезды мало общего с нейтральным газом. Для смеси азота с кислородом и я написал программку, и скорее всего студенты действительно пишут. Только это совсем не Солнце. Разобраться бы сначала с простыми моделями, вряд ли получится сразу составлять самые сложные.

Оффлайн Иван Горемыкин

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10177
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +14/-30
  • Пришедший с мечом - от меча погибнет!
Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #19 : 10 Декабрь 2022, 17:09:36 »
Солнце состоит в основном из водорода, точнее плазмы,
А это что-то одинаковое?
Думать - это самое лёгкое и приятное из всего на Свете.
           
Цирк уехал, а клоуны - остались!

Я всячески буду отстаивать своё мнение,
даже если оно миллион раз неверное,
но оно
                    МОЁ!

Большой Форум

Re: Точечная модель газов и жидкостей
« Ответ #19 : 10 Декабрь 2022, 17:09:36 »
Loading...