Súbor:DiffusionMicroMacro.gif

Zo stránky testwiki
Prejsť na navigáciu Prejsť na vyhľadávanie
DiffusionMicroMacro.gif (360 × 300 pixelov, veľkosť súboru: 402 KB, MIME typ: image/gif, v cykle, 60 rámcov, 6,5 s)

Tento zdieľaný súbor je z Wikimedia Commons a je možné ho používať na iných projektoch. Nižšie sú zobrazené informácie z popisnej stránky súboru.

K tomuto obrázku existuje vektorová verzia (v SVG).
Ak je lepšia, používajte radšej tú.

File:DiffusionMicroMacro.gif → File:DiffusionMicroMacro.svg

Podrobnejšie informácie o vektorovej grafike nájdete na stránke Commons:Transition to SVG.
Taktiež si môžete prečítať informácie o podpore formátu SVG v MediaWiki.

V iných jazykoch
Alemannisch  العربية  беларуская (тарашкевіца)  български  বাংলা  català  нохчийн  čeština  dansk  Deutsch  Ελληνικά  English  British English  Esperanto  español  eesti  euskara  فارسی  suomi  français  Frysk  galego  Alemannisch  עברית  हिन्दी  hrvatski  magyar  հայերեն  Bahasa Indonesia  Ido  italiano  日本語  ქართული  한국어  lietuvių  македонски  മലയാളം  Bahasa Melayu  မြန်မာဘာသာ  norsk bokmål  Plattdüütsch  Nederlands  norsk nynorsk  norsk  occitan  polski  prūsiskan  português  português do Brasil  română  русский  sicilianu  Scots  slovenčina  slovenščina  српски / srpski  svenska  தமிழ்  ไทย  Türkçe  татарча / tatarça  українська  vèneto  Tiếng Việt  中文  中文(中国大陆)  中文(简体)  中文(繁體)  中文(马来西亚)  中文(新加坡)  中文(臺灣)  +/−
Nový obrázok vo formáte SVG

Zhrnutie

Popis
English: Diffusion from a microscopic and macroscopic point of view. Initially, there are solute molecules on the left side of a barrier (magenta line) and none on the right. The barrier is removed, and the solute diffuses to fill the whole container. Top: A single molecule moves around randomly. Middle: With more molecules, there is a clear trend where the solute fills the container more and more evenly. Bottom: With an enormous number of solute molecules, the randomness is gone: The solute appears to move smoothly and systematically from high-concentration areas to low-concentration areas, following Fick's laws. Image is made in Mathematica, source code below.
Dátum
Zdroj Vlastné dielo
Autor Sbyrnes321

Licencovanie

Public domain Ja, držiteľ autorských práv k tomuto dielu, uvoľňujem toto dielo ako voľné dielo (public domain). Toto platí celosvetovo.
V niektorých krajinách to zákon neumožňuje; v tom prípade:
Udeľujem komukoľvek právo používať toto dielo na ľubovoľné účely, bez akýchkoľvek podmienok ak také podmienky nevyžaduje zákon.

<< Mathematica source code >>

(* Source code written in Mathematica 6.0, by Steve Byrnes, 2010.
I release this code into the public domain. Sorry it's messy...email me any questions. *)

(*Particle simulation*)
SeedRandom[1];
NumParticles = 70;
xMax = 0.7;
yMax = 0.2;
xStartMax = 0.5;
StepDist = 0.04;
InitParticleCoordinates = Table[{RandomReal[{0, xStartMax}], RandomReal[{0, yMax}]}, {i, 1, NumParticles}];
StayInBoxX[x_] := If[x < 0, -x, If[x > xMax, 2 xMax - x, x]];
StayInBoxY[y_] := If[y < 0, -y, If[y > yMax, 2 yMax - y, y]];
StayInBoxXY[xy_] := {StayInBoxX[xy[[1]]], StayInBoxY[xy[[2]]]};
StayInBarX[x_] := If[x < 0, -x, If[x > xStartMax, 2 xStartMax - x, x]];
StayInBarY[y_] := If[y < 0, -y, If[y > yMax, 2 yMax - y, y]];
StayInBarXY[xy_] := {StayInBarX[xy[[1]]], StayInBarY[xy[[2]]]};
MoveAStep[xy_] := StayInBoxXY[xy + {RandomReal[{-StepDist, StepDist}], RandomReal[{-StepDist, StepDist}]}];
MoveAStepBar[xy_] := StayInBarXY[xy + {RandomReal[{-StepDist, StepDist}], RandomReal[{-StepDist, StepDist}]}];
NextParticleCoordinates[ParticleCoords_] := MoveAStep /@ ParticleCoords;
NextParticleCoordinatesBar[ParticleCoords_] := MoveAStepBar /@ ParticleCoords;
NumFramesBarrier = 10;
NumFramesNoBarrier = 50;
NumFrames = NumFramesBarrier + NumFramesNoBarrier;
ParticleCoordinatesTable = Table[0, {i, 1, NumFrames}];
ParticleCoordinatesTable[[1]] = InitParticleCoordinates;
For[i = 2, i <= NumFrames, i++,
  If[i <= NumFramesBarrier,
   ParticleCoordinatesTable[[i]] = NextParticleCoordinatesBar[ParticleCoordinatesTable[[i - 1]]], 
   ParticleCoordinatesTable[[i]] = NextParticleCoordinates[ParticleCoordinatesTable[[i - 1]]]];];

(*Plot full particle simulation*)
makeplotbar[ParticleCoord_] := 
  ListPlot[{ParticleCoord, {{xStartMax, 0}, {xStartMax, yMax}}}, Frame -> True, Axes -> False,
   PlotRange -> {{0, xMax}, {0, yMax}}, Joined -> {False, True}, PlotStyle -> {PointSize[.03], Thick},
   AspectRatio -> yMax/xMax, FrameTicks -> None];

makeplot[ParticleCoord_] := 
 ListPlot[ParticleCoord, Frame -> True, Axes -> False, PlotRange -> {{0, xMax}, {0, yMax}}, Joined -> False, 
  PlotStyle -> PointSize[.03], AspectRatio -> yMax/xMax, FrameTicks -> None]

ParticlesPlots = 
  Join[Table[makeplotbar[ParticleCoordinatesTable[[i]]], {i, 1, NumFramesBarrier}], 
   Table[makeplot[ParticleCoordinatesTable[[i]]], {i, NumFramesBarrier + 1, NumFrames}]];

(*Plot just the first particle in the list...Actually the fifth particle looks better. *) 
FirstParticleTable = {#[[5]]} & /@ ParticleCoordinatesTable;

FirstParticlePlots = 
  Join[Table[makeplotbar[FirstParticleTable[[i]]], {i, 1, NumFramesBarrier}], 
   Table[makeplot[FirstParticleTable[[i]]], {i, NumFramesBarrier + 1, NumFrames}]];


(* Continuum solution *)

(* I can use the simple diffusion-on-an-infinite-line formula, as long as I correctly periodically replicate the
initial condition. Actually just computed nearest five replicas in each direction, that was a fine approximation. *)

(* k = diffusion coefficient, visually matched to simulation. *)
k = .0007; 
u[x_, t_] := If[t == 0, If[x <= xStartMax, 1, 0], 1/2 Sum[
     Erf[(x - (-xStartMax + 2 n xMax))/Sqrt[4 k t]] - Erf[(x - (xStartMax + 2 n xMax))/Sqrt[4 k t]], {n, -5, 5}]];

ContinuumPlots = Join[
   Table[Show[
     DensityPlot[1 - u[x, 0], {x, 0, xMax}, {y, 0, yMax}, 
      ColorFunctionScaling -> False, AspectRatio -> yMax/xMax, 
      FrameTicks -> None],
     ListPlot[{{xStartMax, 0}, {xStartMax, yMax}}, Joined -> True, 
      PlotStyle -> {Thick, Purple}]],
    {i, 1, NumFramesBarrier}],
   Table[
    DensityPlot[1 - u[x, tt], {x, 0, xMax}, {y, 0, yMax}, 
     ColorFunctionScaling -> False, AspectRatio -> yMax/xMax, 
     FrameTicks -> None],
    {tt, 1, NumFramesNoBarrier}]];

(*Combine and export *)

TogetherPlots = 
  Table[GraphicsGrid[{{FirstParticlePlots[[i]]}, {ParticlesPlots[[i]]}, {ContinuumPlots[[i]]}},
   Spacings -> Scaled[0.2]], {i, 1, NumFrames}];

Export["test.gif", Join[TogetherPlots, Table[Graphics[], {i, 1, 5}]], 
 "DisplayDurations" -> {10}, "AnimationRepititions" -> Infinity ]

Štítky

Pridajte jednoriadkové vysvetlenie, čo tento súbor predstavuje

Položky prezentované týmto súborom

motív

16. január 2010

image/gif

História súboru

Po kliknutí na dátum/čas uvidíte ako súbor vyzeral vtedy.

Dátum/ČasNáhľadRozmeryPoužívateľKomentár
aktuálna14:41, 7. marec 2012Náhľad verzie z 14:41, 7. marec 2012360 × 300 (402 KB)wikimediacommons>Dratini0Just removed the white last fram for aesthetic purposes, and prologed the display time of the last frame to mark the reatart of the animation.

Na tento súbor odkazuje nasledujúca stránka: