Программа для моделирования интерактивных симуляций простых динамических систем

1.

Программа для моделирования
интерактивных симуляций простых
динамических систем
Дедюлькин Павел Павлович
центр цифрового образования детей
«ITкуб» ДТДМ.

2.

Разработка программы для моделирования интерактивных
динамических симуляций
Цель работы – разработать приложение для двумерной симуляции физических
процессов (движение, падение, столкновения твердых тел) с возможностью
настройки параметров объектов и сохранения данных.
Задачи:
1. Ознакомиться с теоретическими основами работы физических движков.
2. Изучить необходимые библиотеки.
3. Спроектировать структуру программы.
4. Написать программу для моделирования интерактивных физических
симуляций с использованием библиотеки «pymunk»
2

3.

Возможности программы
Настройка параметров пространства симуляции (ускорение свободного
падения - g, коэффициент трения поверхности).
Создание и настройка объектов (при создании объекта можно изменять нужные
параметры: координаты создания X и Y, вектора приложенной постоянной силы к объекты
FX и FY, эластичность объекта, размер, цвет и выбор формы (квадрат, круг, треугольник).
Настройка технических параметров (размер окна симуляции и «FPS» - параметр
отвечающий за количество расчетов в симуляции за секунду)
Динамическая симуляция (программа моделирует движение, столкновения, влияние
упругости, трения и постоянной силы на объекты, также для удобства симуляцию можно
приостановить и возобновить нажатием на пробел)
Сохранение настроек симуляции (реализованы два вида сохранения: сохранение в
базу данных для быстрой загрузки и долгосрочное сохранение в файл формата .csv)
3

4.

Возможное практическое применение
В образовательных целях (возможно применение в школах например на курсах
физики, с помощью программы учитель может легко и доходчиво показать ,что
такое трение, упругость, что такое ускорение свободного падения и как на
объекты влияет постоянная сила, возможность наглядно увидеть движение
объектов может способствовать развитию интереса к предмету)
В развлекательных целях ( в программе можно реализовывать красивые
симуляции со множеством объектов, которые можно сохранять, а при желании
можно даже сделать простенький аналог игры angry birds)
4

5.

Примеры работы
5

6.

Дальнейшее улучшение
Изменение физического движка на более продвинутый.
Возможность редактирования существующих объектов.
Возможность задавать любой n-угольник в форме.
6