1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
|
unit Unit1;
{$mode objfpc}{$H+}
interface
uses
Classes, SysUtils, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls,
Math;
type
Coordinate = record
X, Y: Integer;
end;
Molecule = record
X, Y: Integer;
Vx, Vy: Integer;
{ Указывает на столкновение с броуновской
частицей во время предыдущей итерации }
WasCollision: Boolean;
end;
{ TForm1 }
TForm1 = class(TForm)
Path: TPaintBox;
StartStopBtn: TButton;
Screen: TPaintBox;
procedure PathPaint(Sender: TObject);
procedure StartStopBtnClick(Sender: TObject);
procedure ScreenPaint(Sender: TObject);
private
const R: Integer = 10; { Радиус молекулы }
V: Integer = 7; { Максимальная скорость молекулы }
N = 30; { Количество молекул }
Rb: Integer = 60; { Радиус броуновской частицы }
K: Real = 0.01; { "Коэффициент передачи" }
var Mol: array[1..N] of Molecule; { Массив молекул }
Xb, Yb: Real; { Координаты броуновской частицы }
Vxb, Vyb: Real; { Составляющие скорости броуновской частицы }
Points: array of Coordinate;
public
end;
var
Form1: TForm1;
IsRunning: Boolean = false;
implementation
{$R *.lfm}
{ TForm1 }
procedure TForm1.ScreenPaint(Sender: TObject);
var i: Integer;
begin
if not IsRunning then Exit;
for i := 1 to N do { Цикл по всем молекулам }
begin
Screen.Canvas.Pen.Color := clBtnFace; { Стираем молекулу }
Screen.Canvas.Ellipse(Mol[i].X - R, Mol[i].Y - R,
Mol[i].X + R, Mol[i].Y + R);
Mol[i].X := Mol[i].X + Mol[i].Vx; { Сдвигаем на новую позицию }
Mol[i].Y := Mol[i].Y + Mol[i]. Vy;
{ Определяем, не вышла ли молекула за границы аквариума }
if Mol[i].X > Screen.Width - R then
begin
Mol[i].X := Screen.Width - R;
Mol[i].Vx := -Mol[i].Vx;
end;
if Mol[i].X < R then
begin
Mol[i].X := R;
Mol[i].Vx := -Mol[i].Vx;
end;
if Mol[i].Y > Screen.Height - R then
begin
Mol[i].Y := Screen.Height - R;
Mol[i].Vy := -Mol[i].Vy;
end;
if Mol[i].Y < R then
begin
Mol[i].Y := R;
Mol[i].Vy := -Mol[i].Vy;
end;
Screen.Canvas.Pen.Color := clBlue; { Рисуем молекулу на новой }
Screen.Canvas.Ellipse(Mol[i].X - R, Mol[i].Y - R, { позиции }
Mol[i].X + R, Mol[i].Y + R);
if Sqrt((Mol[i].X - Xb) * (Mol[i].X - Xb) + { Если произошло столкновение }
(Mol[i].Y - Yb) * (Mol[i].Y - Yb)) < Rb + R then
begin
if Mol[i].WasCollision = false then { Если на предыдущей итерации }
begin { эта молекула не сталкивалась с }
Vxb := Vxb + K * Mol[i].Vx; { частицей, обрабатываем }
Vyb := Vyb + K * Mol[i].Vy; { столкновение }
end;
{ На данной итерации i-я молекула столкнулась с броуновской частицей }
Mol[i].WasCollision := true;
end
else
Mol[i].WasCollision := false;
end;
Screen.Canvas.Pen.Color := clBtnFace; { Стереть частицу с экрана }
Screen.Canvas.Ellipse(Round(Xb - Rb), Round(Yb - Rb),
Round(Xb + Rb), Round(Yb + Rb));
Xb := Xb + Vxb; { Сдвинуть на новую позицию }
Yb := Yb + Vyb;
if Xb > Screen.Width - Rb then { Обработать отражения от стенок аквариума }
begin
Xb := Screen.Width - Rb;
Vxb := -Vxb;
end;
if Xb < Rb then
begin
Xb := Rb;
Vxb := -Vxb;
end;
if Yb > Screen.Height - Rb then
begin
Yb := Screen.Height - Rb;
Vyb := -Vyb;
end;
if Yb < Rb then
begin
Yb := Rb;
Vyb := -Vyb;
end;
if (Length(points) < (Screen.Width - Rb) * (Screen.Height - Rb)) and
(Round(Xb) mod 2 = 0) and (Round(Yb) mod 2 = 0) then
begin
SetLength(points, Length(points) + 1);
points[Length(points) - 1].X := Round(Xb);
points[Length(points) - 1].Y := Round(Yb);
end;
Screen.Canvas.Pen.Color := clRed; { Нарисовать частицу на новом месте }
Screen.Canvas.Ellipse(Round(Xb - Rb), Round(Yb - Rb),
Round(Xb + Rb), Round(Yb + Rb));
end;
procedure TForm1.StartStopBtnClick(Sender: TObject);
var angle: Real; { Угол, задающий изначальное направление полета }
i: Integer; { Счетчик цикла }
CurV: Integer; { Выбранная случайная скорость молекулы }
begin
if IsRunning then
begin
IsRunning := false;
StartStopBtn.Caption := 'Пуск';
Exit;
end;
StartStopBtn.Caption := 'Стоп';
IsRunning := true;
Randomize;
Xb := Screen.Width div 2;
Yb := Screen.Height div 2;
Vxb := 0;
Vyb := 0;
for i := 1 to N do { Цикл по всем молекулам }
begin
Mol[i].X := RandomRange(R, Screen.Width - R); { Выбор начального }
Mol[i].Y := RandomRange(R, Screen.Height - R); { положения молекулы }
angle := Random(360) * Pi / 180; { и ее направления }
CurV := RandomRange(1, V); { Выбор скорости молекулы (1 - V) }
Mol[i].Vx := Round(CurV * Sin(angle)); { Получение составляющих }
Mol[i].Vy := Round(CurV * Cos(angle)); { скорости молекулы }
Mol[i].WasCollision := false;
end;
while IsRunning do { Основной цикл }
begin
Screen.Invalidate;
Path.Repaint;
Sleep(10); { Пауза на 10 миллисекунд }
Application.ProcessMessages;
if Application.Terminated then Break;
end;
end;
procedure TForm1.PathPaint(Sender: TObject);
var i: Integer;
begin
if Length(points) = 0 then Exit;
Screen.Canvas.Pen.Color := clBlue;
for i := 0 to Length(points) do
begin
Path.Canvas.Rectangle(points[i].X - 1, points[i].Y - 1,
points[i].X + 1, points[i].Y + 1);
end;
end;
end.
|
