 |
|
И ПОСТРОЕНИЕ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО КЛАСТЕРА»
По дисциплине: «процессы на поверхности раздела фаз»
Выполнил: студент группы НМ-11б
Гранкин Николай
Проверил: преподаватель кафедры НТ
Стороженко Анастасия Михайловна
Курск 2013г
Цель работы: освоить методику моделирования процесса перколяции в пористом материале на основе стохастической модели.
Программное обеспечение: среда Delphi–7.
ЗАДАНИЕ ПО РАБОТЕ
1. По предложенным алгоритмам в среде Borland Delphi–7 составить программу, моделирующую пористую среду и процесс перколяции. Организовать вычисление коэффициента связности.
2. Реализовать в среде Delphi–7 алгоритм визуализации процесса перколяции.
3. Составить отчет по работе.
1. Sreda_create
а) Входные данные: p: real – коэффициент пористости; n: integer – размер матрицы среды;
б) Выходные данные: spread: array of array of integer – матрица среды.
в) Процедура spread_create организует заполнение элементов матрицы среды числами 0 и 1 в зависимости от коэффициента пористости.
г) Блок-схема
2. show_sreda
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды;
б) Выходные данные: Form1.Canvas – компонент формы программы.
в) Процедура графически отображает матрицу среды на форме.
г) Блок-схема
3. fill_first
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
б) Выходные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
в) В 1-ой строке ячейкам, содержащим значение 0, присваивается значение 2.
г) Блок-схема
4. clear
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
б) Выходные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
в) «Очистка» среды – ячейкам, содержащим значение 2, присваивается значение 0.
г) Блок-схема
5. calculate
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
б) Выходные данные: pp: real – полная пористость, ep: real – эффективная пористость, ks: real – коэффициент связности, porog: boolean – переменная достижения порога перколяции.
в) Рассчитывает полную пористость, эффективную пористость, коэффициент связности, а также присваивает переменной достижения порога перколяции значение true, если в последней строке массива среды есть ячейки со значением 2.
г) Блок-схема
6. inject
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
б) Выходные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды, k: boolean – переменная выхода из цикла заполнения заполнения матрицы среды.
в) «Заполнение» среды – если в строке рядом с ячейкой со значением 2 есть ячейка со значением 0, то этой ячейке присваивается переходное значение 3, иначе программа будет работать неправильно; затем всем элементам матрицы со значением 3 присваивается значение 2; крайние строки и столбцы, а также крайние ячейки массива «заполняются» отдельно.
г) Блок-схема
7. Button1.Click
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды; p: real – коэффициент пористости.
б) Выходные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
в) При нажатии заполняет матрицу среды числами 0 и 1 в зависимости от коэффициента пористости, а также графически отображает матрицу среды на форме.
г) Блок-схема
8. Button2.Click
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды; p: real – коэффициент пористости.
б) Выходные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
в) При нажатии в 1-ой строке ячейкам, содержащим значение 0, присваивает значение 2, а также графически отображает матрицу среды на форме.
г) Блок-схема
9. Button3.Click
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды, k: boolean – переменная выхода из цикла заполнения среды.
б) Выходные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
в) При нажатии происходит «заполнение» среды, после чего среда отображается графически на форме.
г) Блок-схема
10. Button4.Click
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
б) Выходные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
в) При нажатии происходит «очистка» среды – ячейкам, содержащим значение 2, присваивается значение 0, после чего среда отображается графически на форме.
г)Блок-схема
11. Button5.Click
а) Входные данные: sreda: array of array of integer – матрица среды.
б) Выходные данные: pp: real – полная пористость, ep: real – эффективная пористость, ks: real – коэффициент связности, porog: boolean – переменная достижения порога перколяции, Label.Caption: string – свойство элемента Label.
в) Рассчитывает полную пористость, эффективную пористость, коэффициент связности, и выводит значения этих величин на форму программы; присваивает переменной достижения порога перколяции значение true, если в последней строке массива среды есть ячейки со значением 2, после чего выводит сообщение о достижении порога перколяции на форму программы.
г) Блок-схема
Рисунок 1-Окно моделирующей программы
Полный текст программы
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
Button1: TButton;
Button2: TButton;
Button3: TButton;
Button4: TButton;
Button5: TButton;
Edit1: TEdit;
Label1: TLabel;
Label2: TLabel;
Label3: TLabel;
Label4: TLabel;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
procedure Button3Click(Sender: TObject);
procedure Button5Click(Sender: TObject);
procedure Button4Click(Sender: TObject);
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
const n=70;
var sreda: array [1..n] of array [1..n] of integer;
procedure sreda_create(var p: real);
var i,j: integer;
begin
for i:=1 to n do
for j:=1 to n do
if random < p then
sreda[i,j]:=0 else
sreda[i,j]:=1;
end;
procedure show_sreda;
var i,j: integer;
begin
with Form1.Canvas do
for i:=1 to n do
for j:=1 to n do
begin
if sreda[i,j] = 0 then
brush.Color:=clwhite;
if sreda[i,j] = 1 then
brush.Color:=clblack;
if sreda[i,j] = 2 then
brush.Color:=clred;
rectangle(i*5,j*5,(i+1)*5,(j+1)*5);
end;
end;
procedure fill_first;
var i: integer;
begin
for i:=1 to n do
if sreda[i,1] = 0 then
sreda[i,1]:=2;
end;
procedure clear;
var i,j: integer;
begin
for i:=1 to n do
for j:=1 to n do
if sreda[i,j] = 2 then sreda[i,j]:=0
end;
procedure calculate(var pp,ep,ks: real; var porog: boolean);
var i,j,nf,n0: integer;
begin
nf:=0;
n0:=0;
for i:=1 to n do
for j:=1 to n do
begin
if sreda[i,j]=0 then n0:=n0+1;
if sreda[i,j]=2 then nf:=nf+1;
end;
pp:=(nf+n0)/(n*n);
ep:=nf/(n*n);
ks:=ep/pp;
porog:=false;
for i:=1 to n do
if sreda[i,n] = 2 then
porog:=true;
end;
procedure inject(var k: boolean);
var i,j: integer;
begin
for i:=2 to (n-1) do
for j:=2 to (n-1) do
if (sreda[i,j] = 0) and ((sreda[i,j-1] = 2) or
(sreda[i,j+1] = 2) or (sreda[i-1,j] = 2) or (sreda[i+1,j] = 2)) then
sreda[i,j]:=3;
for j:=2 to (n-1) do
if (sreda[1,j] = 0) and ((sreda[1,j-1] = 2) or
(sreda[1,j+1] = 2) or (sreda[2,j] = 2)) then
sreda[1,j]:=3;
for j:=2 to (n-1) do
if (sreda[n,j] = 0) and ((sreda[n,j-1] = 2) or
(sreda[n,j+1] = 2) or (sreda[n-1,j] = 2)) then
sreda[n,j]:=3;
for i:=2 to (n-1) do
if (sreda[i,n] = 0) and ((sreda[i-1,n] = 2) or
(sreda[i+1,n] = 2) or (sreda[i,n-1] = 2)) then
sreda[i,n]:=3;
if (sreda[1,n] = 0) and ((sreda[1,n-1] = 2) or (sreda[2,n] = 2)) then
sreda[1,n]:=3;
if (sreda[n,n] = 0) and ((sreda[n,n-1] = 2) or (sreda[n-1,n] = 2)) then
sreda[n,n]:=3;
k:=false;
for i:=1 to n do
for j:=1 to n do
if sreda[i,j] = 3 then
begin
sreda[i,j]:=2;
k:=true;
end;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var p: real;
begin
randomize;
p:=strtofloat(Edit1.Text);
sreda_create(p);
show_sreda;
end;
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
fill_first;
show_sreda;
end;
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
var k: boolean;
begin
k:=true;
while k = true do
begin
inject(k);
show_sreda;
end;
end;
procedure TForm1.Button5Click(Sender: TObject);
begin
clear;
show_sreda;
end;
procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject);
var pp,ep,ks: real;
porog: boolean;
begin
calculate(pp,ep,ks,porog);
label2.Caption:='Полная пористость = '+floattostr(round(pp*100)/100);
label3.Caption:='Эффективная пористость = '+floattostr(round(ep*100)/100);
label4.Caption:='Коэффициент связности = '+floattostr(round(ks*100)/100);
if porog then showmessage('Порог перколяции достигнут!');
end;
end.