Algodoo как сделать двигатель

Algodoo

Специализированный двухмерный симулятор физики. Или по другому песочница, позволяющая создать вам свой мир, который будет полностью зависеть от вашей фантазии.

Программа Algodoo представляет собой анимационный графический редактор, использующий технологию XML. Приложение дает возможность наглядно увидеть работу нарисованной механической системы, а также, меняя параметры сцены, оптимизировать и анализировать полученные решения. Огромным плюсом пакета является его понятный интерфейс и простота освоения.

Algodoo имеет богатый инструментарий для создания различных систем и механизмов. Базовые функции включают в себя: рисование прямоугольников, кругов, кривых линий и фигур не правильной формы; масштабирование, перемещение, поворот и удаление объектов; отмену/возврат последних действий. Также программа Algodoo поддерживает функции: разрезания деталей на части (во время паузы и «на лету»), создания уровня земли, добавления на объекты трассеров для отслеживания передвижений объекта, вывода графиков, векторных стрелок и цифровых значений ряда величин. Поддерживаются слои (каждый объект на двумерном поле имеет свой слой и взаимодействует лишь с ним), двигатели (прикрепляются к объекту и задают его скорость/силу вращения и клавиши включения/выключения) и крепежи (скрепляют несколько объектов, лежащих в разных слоях). Имеется возможность загружать в симулятор любые сторонние рисунки. При этом он становится одним из объектов сцены соответствующей формы и текстуры, которому можно задавать любые физические свойства и который может взаимодействовать с любыми другими объектами.

Для всех объектов сцены устанавливаются различные физические параметры – объем, вес, характер материала (дерево, сталь, гелий и т.д.), упругость, скорость, длина и сила натяжения пружины, высота и шаг зубцов шестеренок и многое другое. Программа Algodoo содержит образцы насосов, шестеренок, пружин, лазеров, призм, цепей, автоматических линий и прочее. В приложении можно легко собрать модели автомобилей, часов, оружия, деталей конструктора Лего. Симулятор проводит расчет геометрической оптики, учитывая показатели преломления, углы, дисперсию; достаточно реалистично моделируется в нем вода. После создания сцены и нажатия кнопки «Play» эксперимент оживает под действием ветра, силы тяжести, сопротивления воздуха, моторов, инерции и т.д. Симулятор интерактивен, в любой момент по ходу демонстрации можно вносить коррективы – добавлять объекты или изменять их характеристики.

Программа Algodoo имеет встроенный скриптовый язык под названием Thyme, привносящий в симулятор еще большую свободу действий и позволяющий создавать: объекты с уникальными физическими свойствами, явления и эффекты (например, плавление объектов или химические процессы). В Thyme доступны массивы, условные операторы, переменные, обработка событий, происходящих в среде моделирования.

История программы Algodoo началась в 2008, когда её автор, студент университета Умео (Швеция) Эмиль Эрнерфельдт готовился к получению магистерской степени по информатике. Тогда симулятор назывался Phun. Очень быстро он стал популярным в интернете, а его создатель совместно с товарищами основал компанию Algoryx Simulation. Разработчик переименовал программу в Algodoo и с тех пор постоянно совершенствует и развивает своё детище.

Совсем недавно программа Algodoo стала бесплатной. На официальном сайте симулятора физических процессов имеется множество обучающих материалов, а также хранилище algobox, предназначенное для обмена работами между пользователями приложения.

Язык интерфейса ПО Algodoo многоязычный. Последняя версия приложения поддерживает немецкий, английский, испанский, французский, хорватский, польский, шведский, японский, китайский и корейский языки. Пользователи русского фан-сайта программы написали русификатор Algodoo, доступный по адресу http://algophun.3dn.ru.

У данного программного обеспечения скромные системные требования. Функционирует оно на трех платформах – Microsoft Windows, Mac OS и iOS.

Распространение программы: Freeware.

Официальный сайт Algodoo: http://www.algodoo.com/

Форматы файлов Algodoo: PHZ

Algodoo как сделать двигатель

Привет! Сегодня я расскажу о том, как делать важную часть любого механизма – двигатель. Конечно, эти знания достаточно малы, но я думаю (и надеюсь), вам они помогут. Возможно, моя система покажется вам неверной, тогда можем исправить ее.

Для начала, давайте разделим все двигатели на несколько категорий:

В этой статье речь пойдет о поршневых двигателях. Просто в турбинах я не силен, а ракеты – совсем другая тема.

Поршневые двигатели можно разделить по количеству цилиндров, их расположению и компоновке поршней.

По количеству цилиндров все ясно – одноцилиндровые и многоцилиндровые.

Цилиндры могут располагаться в ряд, или в несколько рядов, в таком случае они чаще всего бывают V -образные, оппозитные и радиальные.

По компоновке – чаще всего делаются поршни с прямым соединением, то есть шатун крепится напрямую к поршню. Но иногда поршень крепится на шток, скользящий по направляющим, и шатун соединен уже со штоком.

На рисунке ниже, вы видите одноцилиндровый, двухцилиндровый рядный, и четырехцилиндровый V -образный двигатели.

Следует заметить, что в отличие от реальных двигателей, в алгоду они имеет довольно толстые детали, чтобы предотвратить их прохождение друг через друга.

В алгоду нет огня, поэтому сделать ДВС в принципе невозможно (если не считать скриптовые двигатели с похожим циклом). Но есть несколько достойных замен на выбор, это такие двигатели:

Существуют также различные работающие курьезы, но я не буду отвлекать ваше внимание на них…

Немного о принципе работы этих типов.

Все они работают с помощью скриптов, только пружинный может без них. В коллизионном меняется группа столкновений поршня или специальной детали, и они вытесняют друг друга. Но вытеснитель закреплен на цилиндре, поэтому поршень движется до следующей мертвой точки, где процесс обращен в обратную сторону. В пружинном через переменную изменяется длина пружины либо, если без скриптов, у пружины ставиться отрицательное затухание, таким образом поршень опять движется. Спавновый двигатель напоминает паровой – в цилиндр спавняться объекты, которые вытесняют поршень, а потом стираются.

Пружинный двигатель достаточно прост, поэтому я ограничусь его изображением.

А вот на спавновые и коллизионные мы рассмотрим поподробнее.

У них обоих в верхней части цилиндра находится объект, с которым поршень соприкасается, находясь в своей самой верхней точке. Если это спавновый двигатель, то в коллайдере записан код спавна объектов. А если коллизионный – код переключения группы столкновений поршня.

Вот пример спавнового и коллизионного двигателей

После этой теории следует переходить к практике. Привожу порядок своих действий при постройке двигателей:

1. Сделать главный вал
2. Сделать поршень, представить его крайнее верхнее и нижнее положения
3. Сделать вокруг поршня цилиндр
4. Найти рабочий ход (расстояние между одной и той же точкой поршня в верхнем и нижнем положении)
5. Найти радиус кривошипа (половина рабочего хода), сделать шатун.
6. Сделать коллайдеры и вытеснители.
7. Настроить коды и группы столкновений.

Вот вроде бы и все. Примеры двигателей и некоторые модификации можете посмотреть в прикрепленной сцене.

Симулятор физики Algodoo. Симулятор двс

Симулятор физики Algodoo | Двигатель прогресса

Для тех, у кого не было конструктора

Если вы играли в The Powder Toy, то наверняка знаете, что такое симулятор физики. Любому человеку, в котором есть хотя бы толика экспериментаторства и изобретательности будет интересен любой симулятор. Любой изобретатель может убить дни на выстраивание всевозможных конструкций и эусперименты.

Но к явным недостаткам The Powder Toy, можно отнести невозможность сохранения, не очень удобный интерфейс, а также отсутствие кинематики в принципе. Мы спешим обрадовать всех, кто любит физические симуляторы.

Представляем вашему вниманию Algodoo. Уже довольно старый, но постоянно развивающийся физический симулятор. Из всех игр с физическим движком Algodoo выделяется тем, что это очень развитая, серьезная программа, нацеленная в первую очередь на обучение школьников основам физики и механики.

В Algodoo отлично сделано то, чего нет в Powder’е, а именно – жесткие взаимодействия предметов. Можете сделать часы, машину, шагающего монстра – все до чего додумаетесь.ПОддерживаются пружины, цепи, шарниры и двигатели.

В базовых инструментах можно встретить:

Sketchtool, Move tool, Drag, Rotate, Scale – это все понятно и известно из любого редактора, в люом случае не бойтесь пробовать)

• Cut – веселая штучка, позволяющая разрезать детали на части как во время паузы, так и на ходу.
• Poligon tool – рисует фигуры не правильной (или правильной SHIFT) формы.
• Brush – рисуем правой кнопкой, стираем левой.
• Ну, квадрат и круг думаею всем ясно,
• Gears – щестеренки, взаимодействуют друг с другом. Нажав два раза на кнопку можно настроить шаг и высоту зубцов.
• Plane tool – создает уровень земли.
• Chain tool – цепь, ниже приведено видео, как с ней обращаться.
• Spring tool- пружина, настраивается по силе упргугости и растяжения, а также длинне.
• Fixate – намертво зафиксировать деталь, пришпилив на манер кнопки.
• Hinge tool – ключевой элемент, по щелчку левой кнопки можно перейти в меню hingles, поставить крестик motor и наслаждаться зрелищем.

После установки колес из резины, проходимость джипа повысилась

И явилось знамение — работающий ГРМ ВАЗ 2106 в небесах!

К сожалению к недостаткам Algodoo можно смело отнести отсутствие химии. Т.е. тут нет возможности наблюдать взаимодейвтвие систем частиц как в Powder Toy. Ну, на то оно и powder, что означает – порошок.

Также автор не нашел в программе свойств разрушения материалов. Т.е. скидывая на кусок стекла гирю мы получим утругий удар и отскок!Несколько видео, помогут полностью разобраться в программе.

Скачать симулятор физики Algodoo можно с официального сайта, программа платная и имеет 15 часовую демо версию.

Полная версия же будет стоить 29 евро.

Motorsport Simulator | Симулятор

Принципы движения

Используя различные методы, Мотоспорт Симулятор способен реально имитировать ощущения водителя гоночного автомобиля. В первую очередь симулятор оказывает воздействие на ваше среднее ухо (орган равновесия) для того, чтобы создать ощущение движения. В сочетании с тонкими вибрациями и весом вашего тела он также имитирует соответствующее давление на руки и ноги. В заключение, он объединяет давление, вызываемое весом тела, и давление, вызываемое влиянием на центр равновесия с кинестезией (формирование скелетного и мышечного давления).

Наши тренажеры предназначены для того, чтобы связать и оптимизировать принципы кинестезии и проприоцепции. Данная концепция применяется в самых современных Олимпийских учебных программах.

Ни один симулятор не способен обеспечить действие всех сил, таких как скручивание и других подобно настоящему транспортному средству. Поэтому симулятор должен правдоподобно обмануть мозг в восприятии этих очевидных эффектов. Мы достигаем этого с использованием трех концепций, описанных выше с акцентом на мышечное давление.

Ключевое решение при создании соответствующего мышечного напряжения заключалось в том, что движению рулевого колеса и педалей мы предпочли только движения водителя. Например, в процессе торможения вы можете заметить, что на запястья и предплечья действуют те же самые силы, как в реальном транспортном средстве. Симуляторы, в которых происходит движение всего кокпита (включая рулевое колесо) могут создавать эти давления только в том случае, если они способны создавать и поддерживать точно такие же перегрузки как в реальном автомобиле. Простые вибрационные симуляторы сиденья не могут ни создавать мышечного давления, ни воздействовать на ваше чувство равновесия.

Уникальная комбинация этих методов и является основой для создания одного из самых современных погружающих симуляторов, имеющихся во всем диапазоне цен. Тем не менее, не достаточно просто создать такое погружение. Мозг человека будет постоянно пытаться прервать погружение, распознавая движения, несовместимые с движениями реального мира или непредвиденными движениями. Мы делаем все возможное, чтобы гарантировать соответствие каждого созданного профиля движения строгому критерию понижения этих «негативных сигналов движения». Однако не все пройдут погружение одинаково, и могут понадобиться некоторые хитрости в профилях движения для достижения почти идеального погружения для конкретного человека. Моторспорт Симулятор основан на ведущем в индустрии, понятном параллельном программном обеспечении многозадачности для двигателя движений. Это программное обеспечение предлагает непревзойденную простоту использования, отличную производительность и надежные индивидуальные настройки.

Как разобрать недоступные в игре двигатели Car Mechanic Simulator 2018

В игре присутствуют временно скрытые двигатели, запчасти к которым частично доступны в планшете. Например W12, V8 OHV C или роторный. В этом руководстве я опишу, как получить эти двигатели.

Создание машин в редакторе.

На данный момент один из способов получить в руки необычный закрытый двигатель — через редактор игры.

Для начала нужно запустить сам редактор. Делается крайне просто — надимаем кнопку «Играть» в стиме, выбирайм пункт «Запустить редактор игры». Далее нужно немного подождать, пока редактор откроется.

Перед нами будет машина, которую если нужнор можно сменить на любую другую (Можно и из DLC, но они по-прежнему не будут появляться без покупки дополнений). Машину можно выбрать любую, это не сильно важно.

Чтобы открыть двери, багажник и капот нужно нажать кнопку «Explode Car»

Далее выбираем пункт «Engine», тут будут непонятные значения, их пропускаем. Интересует только последний пункт, который является меню выбора двигателя. В этом списке есть вообще все двигатели, которые существуют так или иначе в игре, включая роторный, W12 Twin Turbo или V8 OHC с компрессором или нагнетателем.

Если возникла необходимость передвинуть двигатель в какую-нибудь сторону, то нажимаем на него левой кнопкой мыши и двигаем в нужную нам сторону. Если двигатель нужно повернуть, то нажимаем E. Чтобы снова перемещать двигатель — нажимаем W.

Как только редактирование двигателя и его положения в пространстве окончено, нажимаем в левом нижнем углу кнопку «Save», а потом около правого нижнего угла кнопку «Generate Car».

В общем-то и всё, машина создана с заданным двигателем. Теперь ваша уникальная машина может появиться в сарае, на свалке или на аукционе.

Учебное моделирование явлений самодиффузии и диффузии в газах с помощью симулятора Algodoo

Рубрика: Физика

Дата публикации: 21.04.2016 2016-04-21

Статья просмотрена: 476 раз

Библиографическое описание:

Данилов, О. Е. Учебное моделирование явлений самодиффузии и диффузии в газах с помощью симулятора Algodoo / О. Е. Данилов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 9 (113). — С. 26-32. — URL: https://moluch.ru/archive/113/28921/ (дата обращения: 10.09.2021).

Учебное моделирование явлений самодиффузии идиффузии вгазах спомощью симулятора Algodoo

Данилов Олег Евгеньевич, кандидат педагогических наук, доцент

Глазовский государственный педагогический институт имени В. Г. Короленко

В статье приводится пример использования учебного моделирования в обучении физике. Моделирование явлений самодиффузии и диффузии осуществляется в физическом симуляторе Algodoo.

Ключевые слова: визуализация, компьютерная визуализация, учебные компьютерные модели, электронные образовательные ресурсы, ЭОР, информационные ресурсы образовательного назначения.

Компьютерное моделирование выполняет роль одного из эффективных инструментов в различных сферах деятельности человека. Например, оно существенным образом повышает качество и сокращает время и стоимость разработки технических систем. Такое моделирование может использоваться не только в проектно-конструкторской или научной деятельности, но и в педагогической — в процессе обучения [4]. Абстрактным отражением реального объекта при компьютерном моделировании, как правило, выступает математическая модель. Ее количественный анализ позволяет получать новые знания об этом объекте [7, с. 7]. Однако при использовании компьютерных моделей в обучении иногда достаточен только качественный анализ со стороны обучающихся, построенный на наблюдении визуализированного образа явления или процесса. Такой анализ можно провести на основе наблюдений за моделями, созданными в виртуальных средах [3; 4; 5].

Рассмотрим, как с помощью симулятора Algodoo создать модель газа [1, с. 4–14] и изучить с ее помощью явления диффузии и самодиффузии в газах [6, с. 19]. В своих работах мы уже приводили описание моделирования газа с помощью языков программирования [2] и симуляторов [3]. Реализовать такое моделирование с помощью программ, подобных Algodoo, значительно проще, так как это не требует умений и навыков использования языков программирования в моделировании [3].

Начинать моделирование надо с отключения (так это называется в Algodoo) гравитации, выталкивающей силы и трения окружающей среды (по умолчанию считается, что оно присутствует). Следующий шаг — это создание сосуда, в котором будет находиться газ. Создавать в симуляторе можно только двумерные модели, поэтому движение молекул моделируемого газа будет плоским. В качестве стенок сосуда выберем обычные прямоугольники (рис. 1). Свойства, которыми должны обладать стенки сосуда следующие: трение — 0, упругость — 1. В этом случае столкновения молекул газа со стенками сосуда будут абсолютно упругими. Сами стенки нужно еще сделать и неподвижными, закрепляя их на фоне рабочей области программы с помощью специальных крепежей (кружочков с крестиками).

Следующий шаг — создание газа внутри сосуда. Для этого создаем круг небольшого радиуса с такими же свойствами, как и у стенок сосуда: трение — 0, упругость — 1 (рис. 1). Это молекула газа. Создав ее, задаем проекции начальной скорости молекулы на вертикальное и горизонтальное направления. Вектор скорости можно сделать видимым, а можно сделать так, чтобы его изображение не выводилось на экран. После этого создаем нужное количество молекул (рис. 2), задав их начальные скорости таким образом, чтобы они как можно лучше соответствовали случайному распределению их абсолютных величин и направлений в пространстве. Если мы планируем моделировать явление самодиффузии, то в одной части сосуда нужно разместить существенно большее количество молекул.

Рис. 1. Создание закрытого сосуда и молекулы газа в нем

Рис. 2. Задание скоростей молекул газа

Чтобы улучшить восприятие движения, при первых наблюдениях нужно убрать с экрана изображения векторов скоростей молекул газа (рис. 3). После того, как все молекулы размещены в сосуде, можно наблюдать их движение «в режиме реального времени», нажав кнопку старта. Видно, что спустя некоторое время концентрации молекул газа в двух частях сосуда выравниваются и затем остаются практически неизменными (рис. 4). В этом и заключается явление самодиффузии, которое мы смогли наглядно продемонстрировать с помощью модели газа в симуляторе Algodoo.

Такие динамические учебные модели помогают учителю сформировать правильные представления о процессах, которые в реальности наблюдать довольно сложно, а оценить их количественно еще сложнее. Кроме того, в изучаемой учащимися физической теории речь идет об абстракции — идеальном газе, который в природе вообще не существует. Изучать его только умозрительно проблематично, так как не ясно, какие образы формируются у учащихся при таком изучении. Статичные иллюстрации учебников предлагают «поверить на слово». Рассмотренная нами модель наглядно демонстрирует то, что должно происходить согласно теории. Ее основная задача — визуализация идеализированного явления на микроуровне.

Рис. 3. Начальное распределение молекул в пространстве

Рис. 4. Распределение молекул спустя некоторое время

Симулятор позволяет промоделировать и явление диффузии. Для этого в разных частях сосуда размещаются молекулы разных газов (рис. 5). Различие молекул может заключаться, например, в том, что они имеют разные радиусы. Можно сделать так, чтобы они имели и разные массы. Модель позволяет проследить в динамике, как выравниваются концентрации частиц каждого из газов в двух половинках сосуда (или выравнивается концентрация частиц каждого газа в отдельности в целом сосуде) (рис. 6). Рассмотренный пример представляет собой диффузию двух плоских одноатомных газов, похожих на идеальный газ, описанный в школьных учебниках физики.

С помощью Algodoo возможно моделирование и диффузии газов, молекулы которых содержат более одного атома. На рис. 7 показана ситуация, которая предполагает «смешивание» одноатомного и двухатомного газов. Результат такого процесса спустя некоторое время представлен на рис. 8. В случае многоатомных газов их молекулы уже нельзя будет считать материальными точками, и движение частиц станет сложнее.

Рис. 5. Размещение молекул двух газов в сосуде

Рис. 6. Распределение молекул двух одноатомных газов спустя некоторое время

На основе рассмотренных в этой статье моделей возможна организация виртуальных лабораторных работ по изучению свойств газов на микроуровне. Такое изучение посредством современного учебного физического (натурного) эксперимента пока не представляется возможным. В этом и заключается дидактическая ценность такого рода образовательной деятельности, как учебное компьютерное моделирование.

Перечислим явления и процессы, наблюдаемые в газах, которые можно моделировать представленным выше способом:

• движение частиц разреженного газа;
• диффузия в газах;
• самодиффузия газа;
• расширение газа в пустоту;
• сжатие и расширение газа;
• броуновское движение;
• пространственное распределение частиц газа согласно формуле Больцмана.

Рис. 7. Начальное распределение одноатомных и двухатомных молекул газов

Рис. 8. Смесь одноатомного и двухатомного газов

Симулятор Algodoo позволяет сформировать у учащихся модельное (упрощенное) представление о молекулярной картине газовых явлений. Используя модели, созданные на его базе, учитель физики может познакомить учащихся с таким важным современным инструментом науки, как компьютерное моделирование, которое облегчает понимание физической картины окружающего мира.

1. Антонова Н. П. Физика 10: Молекулярная физика: Рабочая тетрадь / Н. П. Антонова, О. Е. Данилов, Е. Г. Московкина; Под ред. В. В. Майера. — Глазов: ГГПИ, 1997. — 80 с.
2. Данилов О. Е. Компьютерное моделирование движения молекул газа / О. Е. Данилов // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных и методических работ. Выпуск 2. — Глазов: ГГПИ, 1996. — С. 78–80.
3. Данилов О. Е. Моделирование газа в физическом симуляторе / О. Е. Данилов // Молодой ученый. — 2015. — № 4. — С. 20–26.
4. Данилов О. Е. Применение 3D-моделирования в учебном вычислительном эксперименте / О. Е. Данилов // Современные научные исследования и инновации. — 2015. — № 4–5. — C. 5–8.
5. Данилов О. Е. Создание систем виртуальной реальности для обучения физике / О. Е. Данилов // Дистанционное и виртуальное обучение. — 2015. — № 4. — С. 20–27.
6. Данилов О. Е. Физика 7: Строение вещества. Взаимодействие тел: Рабочая тетрадь / О. Е. Данилов, Е. Г. Московкина; Под ред. В. В. Майера. — Глазов: ГГПИ, 1997. — 80 с.
7. Зарубин В. С. Математические модели механики и электродинамики сплошной среды / В. С. Зарубин, Г. Н. Кувыркин. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. — 512 с.