Simulación gas confinado

Simulación Gas confinado



Introducción.
Un gas confinado es un fluido que tiene una densidad baja como el aire el cual se expande y es puesto en un espacio determinado. En la simulación del gas tenemos que tener en cuenta aspectos de dinámica, para que los movimientos de las partículas estén basados en la cinemática de los cuerpos, además se debe tomar en consideración el punto que cadapartícula se trata como agente asegurando la autonomía de cada partícula, al plantear el modelo para el sistema.

Agente
Un agente, es una entidad capaz de percibir su entorno, procesar tales percepciones y responder o actuar en su entorno de manera racional, es decir, de manera correcta y tendiendo a obtener un resultado esperado. En este contexto la racionalidad es la característica que poseeuna elección de ser correcta, más específicamente, de tender a maximizar un resultado esperado. Este concepto de racionalidad es más general y por ello más adecuado que inteligencia (la cual sugiere entendimiento) para describir el comportamiento de los agentes inteligentes. Por este motivo es mayor el consenso en llamarlos agentes racionales. Un agente puede ser una entidad física o virtual. Losagentes se describen esquemáticamente como un sistema funcional abstracto.


Dinámica de las Partículas
Dentro del modelo matemático de la simulación, se hace uso la dinámica de los cuerpos, así como de la cinemática, esto para tener una simulación lo más real posible, a continuación se describen las fórmulas ocupadas, en el modelado. Para describir el movimiento se tiene que tener enconsideración los rebotes que pueden tener las partículas con las paredes (superior, inferior, izquierda, derecha), y las colisiones con otras partículas.

Rebotes con las paredes
Los rebotes con las paredes se pueden modelar en netlogo, primero se debe tener un marco o cuadro en el cual las partículas deben estar confinadas, para que se pudiera dar el rebote en las paredes se pueden tomar diferentescaminos para saber en que momento rebotar la partícula.  Preguntando por el color del patch (marco, cuadro).  Con el tamaño que tiene el cuadro se indica las posiciones (x,y) la cuales son el límite y no tiene que pasar la partícula. Los rebotes en las paredes los clasificamos en dos: 1. Rebotes con las paredes superior inferior. 2. Rebotes con las paredes izquierda, derecha.

El códigoimplementado para la simulación es el siguiente:
if is-string? particula2 [ if particula2 = "left wall" or particula2 = "right wall" [ ask particula1 [ set heading (- heading) ] stop ] if particula2 = "top wall" or particula2 = "bottom wall" [ ask particula1 [ set heading 180 - heading ] stop ] ]

Al percibir la pared a cierta distancia en un intervalo del tiempo indica en cual muro esta rebotando paraaplicar un cambio a su heading (dirección angular), como se menciona cambia cuando son las paredes izquierda, derecha y las paredes de arriba y abajo.



Rebotes con otras partículas
Cuando dos partículas entran en contacto deben colisionar por la masa que cada una tiene, por lo tanto debemos aplicar reglas de la cinemática, para que la simulación se comporte de forma real, ya que podemosimplementar diferentes formas de rebote con otras partículas, en mi caso ocupe la zona de percepción y la medición de los radios de las partículas que entran en colisión. El modelo físico se describe a continuación:

a k ra rb. b

Se toma en cuenta el vector k, el cual nos ayuda a obtener las nuevas velocidades y las nuevas direcciones de las partículas que entran en colisión, el vector k, es unvector en relación con las coordenadas de las partículas “a,b” que están en el efecto de colisión:

Un problema que surgio en el momento de la implementación fue elegir como hacer para que las partículas reboten, para esto recordando la definición de un agente sé tiene que estos perciben, deciden y actúan, por lo tanto se incluye una zona de percepción en los rebotes con otras partículas....