Simulation von Teilchenbewegungen SvT, by GSA
Inhaltsverzeichnis
Ziel
Ziel des Projektes ist es, die Bewegung von Gasteilchen zu simulieren. Die Umsetzung soll mit Matlab auf Objektorientierung erfolge.
Physkalischer Hintergrund
1.) Annahmen
- alle Teilchen haben die selbe Masse m
- alle Teilchen haben das selbe Volumen V
- zwichen den Teilchen gibt es keine Wechselwirkungen
- es gibt keine Reibungsverluste
- die Teilchen bewegen sich nur in der x - y Ebene
2.) Grundlagen
- Energieerhaltung [math]\frac{m \cdot v^2}{2} = const.[/math]
- Impulserhaltung [math]m \cdot v = const.[/math]
Zwischen den Teilchen treten elastische zentrale Stoesse auf, weiter wird am Rande ein elastischer Stoss gegen eine Wand auftreten.
Mathematischer Hintergrund
Die Komponenten der beeden Vektoren [math]\vec{v_1}[/math] und [math]\vec{v_2}[/math] in Abhaengigkeit der Komponenten vor dem Stoss:
[math]v'_{1x} = sin^2 \varphi \cdot v_{1x} + cos \varphi \cdot sin \varphi \cdot v_{1y} + cos^2 \varphi \cdot v_{2x} + cos \varphi \cdot sin \varphi \cdot v_{2y} [/math]
[math]v'_{1y} = sin^2 \varphi \cdot v_{1y} + cos \varphi \cdot sin \varphi \cdot v_{1x} + cos^2 \varphi \cdot v_{2y} + cos \varphi \cdot sin \varphi \cdot v_{2x} [/math]
[math]v'_{2x} = cos^2 \varphi \cdot v_{1x} + cos \varphi \cdot sin \varphi \cdot v_{1y} + sin^2 \varphi \cdot
v_{2x} + cos \varphi \cdot sin \varphi \cdot v_{2y} [/math]
[math]v'_{2y} = cos^2 \varphi \cdot v_{1y} + cos \varphi \cdot sin \varphi \cdot v_{1x} + sin^2 \varphi \cdot v_{2y} + cos \varphi \cdot sin \varphi \cdot v_{2x} [/math]
Zentraler elastischer stoss von 2 Kugeln
Programmiertechnischer Hintergrund
Die Umsetzung erfolgt objektorientiert;
- Klasse Sphere
- Klasse Handler
- Klasse Output
Programmaufruf
Eingaben:
1.) Simulationszeit mit Steping
2.) Startmatrix
- Geschwindigkeit der Teilchen
- Startposition der Teilchen
4.) Export als Bildserie
Ausgabe
Es wird ein movie berechnet der betrachtet werden kann