-
Форма отчета: Сохраните проект со своей работой и покажите преподавателю.
-
Выводы: В результате выполнения лабораторной работы студенты должны научиться работать с трехмерной графикой.
-
Вопросы к защите лабораторной работы
-
Какое назначение переменной hSpace3d?
-
Какое назначение переменной ObjName?
-
Какое назначение имеет имедж Move3d?
-
Лабораторная работа 8
-
Тема: Методы расчета статических систем.
-
Цель: Краткое знакомство с моделированием статических систем в среде Stratum.
-
Общие сведения:
-
Моделирование нагревания воды в сосуде. Изначально в сосуде находится вода при заданной температуре. Вода может находится как в жидком, так и в твердом состоянии. Нагревание льда описывается по следующей формуле:
Q = m*cl, где
Q - количество теплоты m - масса льда cl - удельная теплоемкость льда - 2400 Дж/кг*к.
Плавление льда описывается по следующей формуле:
Q = m*l, где
l - удельная теплота плавления 3.35*105 Дж/кг.
Нагревание воды описывается по следующей формуле:
Q = m*c, где
c - удельная теплоемкость воды - 4190 Дж/кг*к.
Переход воды из жидкого состояния в парообразное описывается по следующей формуле:
Q=m*r, где
r - удельная теплота парообразования - 2.26*106 Дж/кг
-
Порядок выполнения лабораторной работы:
Задание 1. Составление схемы
Для моделирования нагревания воды (льда) создадим новый проект. Соберем экспериментальную установку:
Модель сосуда:
//Нагревание льда:
if(T<0) dT:=Q/(m*cl) T:=min(T+~dt,0.0) endif //Эта часть модели работает, если температура меньше 0.
//Плавление: if (ice && (T==0)) dmi:=q/l // dmi - изменение массы льда ice:=max(ice-~dmi,0) // ice - масса льда exit() endif //Эта часть модели работает, если температура равна 0 и масса льда больше 0.
//Нагревание воды: if((T>=0) && (T<100)) dT:=Q/(m*c) T:=min(T+~dt,100.0) endif //Эта часть модели работает, если температура между 0 и 100 градусами. //Парообразование: if(T>=100) dm:=-Q/r // dm - изменение массы воды M:=max(M+~dm,0.0) endif //Эта часть модели работает, если температура больше или равна 100 градусам.
//Остановка вычислений после выпаривания воды: Stop(~M==0)
Описание некоторых переменных:
|
m |
масса воды и льда вместе взятых, |
|
ice |
Масса льда, |
|
dmi |
Изменение массы льда, |
|
dm |
Изменение массы воды, |
|
t |
Температура в сосуде. |
Задайте начальные значения для всех коэффициентов.
Переменная Q описывает количество подводимого тепла. Количество подводимого тепла можно регулировать с помощью имиджа VSlider.
Будем визуализировать следующие параметры:
-
температура воды;
-
масса воды;
-
масса льда;
-
доля льда в сосуде. (Для этого создайте имидж считающий долю льда)
При моделировании учтите следующие ситуации:
-
Вся вода находится в твердом состоянии при температуре меньше 0;
-
Часть воды находится в твердом состоянии часть в жидком;
-
Вся находится вода в жидком состоянии при температуре больше 0.
Дополнительное задание
Постройте графики зависимости температуры и массы от времени. Для задания счетчика времени создайте новый имидж.
-
Форма отчета: Сохраните проект со своей работой и покажите преподавателю.
-
Выводы:
-
Вопросы к защите лабораторной работы
1. Какие имиджи могут быть использовании при моделировании статистических систем?
-
Лабораторная работа 9
-
Тема: Методы расчета динамических систем.
-
Цель: Краткое знакомство с моделированием динамических систем в среде Stratum.
-
Общие сведения:
-
Моделирование теплопередачи. Теплопередача между двумя телами описывается следующим уравнением:
dT/dt=(T1-T)*k, где
T-T1 - разница температур двух тел; k - коэффициент теплопередачи, от 0 до 1.
Будем рассматривать следующую модель. Имеется несколько предметов, стоящих друг на друге. Каждый предмет взаимодействует с верхним, нижним и с окружающей средой:
dT/dt= (T1-T)*k1+(T2-T)*k2+(Tc -T)*kc
или
T:= T+((T1-T)*k1+(T2-T)*k2+(Tc -T)*kc)*dt
Элементы, не меняющие свою температуры в процессе расчета, описываются следующей формулой:
dT/dt=0
Этой формулой описывается окружающая среда и массивное основание, на котором располагаются все предметы.
Если предмет расположен на самом верху, то k1 равен 0.
Модель тела