В. С. Погодина моделирование движения связанных спутников в гравитационном поле земли на javascript

Скачать 86.83 Kb.

Название	В. С. Погодина моделирование движения связанных спутников в гравитационном поле земли на javascript
Тип	Курсовой проект

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Курсовой проект

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Институт Прикладной математики и механики
Кафедра Прикладной математики

В.С. Погодина
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ СВЯЗАННЫХ СПУТНИКОВ В ГРАВИТАЦИОННОМ ПОЛЕ ЗЕМЛИ НА JAVASCRIPT
Курсовой проект

Направление подготовки бакалавров: 010800 Механика и математическое моделирование

Профиль ООП: 010800.62.01 Механика деформируемого твердого тела
Группа 23604/1

Руководитель проекта: Панченко А.Ю.

Допущена к защите:

«__» 20__ г.
Санкт-Петербург

2014

Оглавление 2

Введение 3

Глава 1. Значение и выбор фреймворка 4

1.1 Что такое библиотеки JavaScript 4

1.2 Выбор Js фреймворка 5

Глава 2. Создание приложения 6

2.1 Начало работы с проектом и JavaScript 6

2.2 Написание кода 7

Литература 14

Введение

Целью данной курсовой работы является создание приложения с использованием одного из существующий JS-фреймворков. В процессе выполнения курсовой работы необходимо решить следующие задачи: .

Выбрать одну из JavaScript библиотек для создания программы
Создать приложение с использованием одного из фреймворков, позволяющую визуально представить влияние двух сил на движение спутников вокруг Земли

В первой главе приведено определение JavaScript библиотек, немного истории создания. Выбирается один из этих фреймворков для создания клиентского приложения.

Во второй главе описывается то, как создается это приложение с примерами кодов страниц.

Глава 1. Значение и выбор фреймворка

1.1 Что такое библиотеки JavaScript

Библиотека JavaScript — сборник классов и/или функций на языке JavaScript.

Язык JavaScript, изначально разработанный Netscape (а затем развиваемый Mozilla), долгое время использовался в сети на многих сайтах, но широкую популярность получил с приходом Веб 2.0 — периода развития компьютерных систем, в котором JavaScript совместно с различными диалектами XML стал активно использоваться в разработке пользовательских интерфейсов как веб-приложений, так и настольных приложений. JavaScript в связке с CSS используется для создания динамических сайтов, более доступных, чем основанные на Flash альтернативы.

С увеличением популярности JavaScript, простота создания динамических элементов пользовательского интерфейса стала играть ключевую роль в веб-разработке. Этим обусловлен лавинообразный характер появления различных библиотек JavaScript, таких как Ext и Dojo. С другой стороны, одним из последствий войны браузеров стала разница в реализации объектной модели документа и это обусловило необходимость затрачивать дополнительные усилия для реализации корректной работы различных браузеров. Данное обстоятельство обусловило появление библиотек JavaScript, предоставляющих кроссбраузерный интерфейс к методам DOM, таких как Prototype, script.aculo.us или jQuery.

Удобство использования библиотек JavaScript привело к тому, что Microsoft, Yahoo! и другие крупные ИТ-компании разрабатывают свои собственные основанные на JavaScript библиотеки элементов пользовательского интерфейса, встраиваемые в веб-приложения, разрабатываемые этими компаниями.

Практически все библиотеки JavaScript выпускаются под лицензиями копицентр и копилефт, чтобы обеспечить свободное от лицензионных отчислений разработку, использование и модификацию.

Более того, некоторые библиотеки JavaScript позволяют упростить взаимодействие JavaScript с другими языками, такими как CSS, PHP, Ruby и Java. Это позволяет упростить запуск приложений JavaScript с приложениями, написанными на других языках программирования.

1.2 Выбор Js фреймворка

jQuery — библиотека JavaScript, фокусирующаяся на взаимодействии JavaScript и HTML. Библиотека jQuery помогает легко получать доступ к любому элементу DOM, обращаться к атрибутам и содержимому элементов DOM, манипулировать ими. Также библиотека jQuery предоставляет удобный API для работы с AJAX.

Основные возможности jQuery:

Движок кроссбраузерных CSS-селекторов ;
Переход по дереву DOM;
События;
Визуальные эффекты;
AJAX-дополнения;
JavaScript-плагины.

jQuery - очень простой, быстрый, широко распространенный. Выгоден для малых и средних проектов. Хорошая документация и много сторонних примеров в сети. Последнее и послужило для меня причиной выбрать именно эту библиотеку.

Глава 2. Создание приложения

2.1 Начало работы с проектом и JavaScript

Итак, выбрав необходимый нам фреймворк, встала задача: как написать код (тема была уже определена, т.к. требовалась моделирование движения спутников).

Программа должна включать в себя следующие опции:

Корректное отображение исследуемого объекта, с плавной анимацией ;
Запуск движения системы
Возможность отображать траекторию движения центра тяжести

2.2 Написание кода

Для начала создадим стартовую страницу index.htm на которую и будем выводить наш фрейм для моделирования, кнопку пуска, и checkbox для выбора отображения траектории центра тяжести системы.

Траектория

Для того чтобы создать меню, нам нужна библиотека jQuery. Для этого зайдем на официальный сайт http://jquery.com/ и скачиваем оттуда самую последнюю версию. Скачиваем с http://ocanvas.org/ файл ocanvas.min.js и помещаем в ту же папку. Используем oCanvas для вывода анимации движения спутников.

Основную часть занимает скрипт, отвечающий за моделирование движения системы.

function MainMech(canvas) {
// Предварительные установки
var context = canvas.getContext("2d");

// *** Задание физических параметров ***

var Pi = 3.1415926; // число "пи"

var M = 1e15; // Масса Земли

var R = 1.6; // расстояние между Землей и 1 спутником

var l0 = 0.2; //длина троса

var R2 = R + l0; // расстояние между Землей и 2 спутником

var G = 1000000000; //гравитационная постоянная

var m1 = 1e2; //масса 1 спутника

var m2 = 1e2; //масса 2 спутника

var c = 1e27; //жесткость пружины

var T = 2 * Pi / Math.sqrt(G * M / R / R / R); // масштаб времени (период колебаний исходной системы)
var Ny = 5; // Число шаров, помещающихся по вертикали в окно (задает размер шара относительно размера окна)
// *** Задание вычислительных параметров ***

var fps = 24; // frames per second - число кадров в секунду (качеcтво отображения)

var spf = 2; // steps per frame - число шагов интегрирования между кадрами (скорость расчета)

var dt = 0.01 * T ; // шаг интегрирования (качество расчета)

var steps = 0; // количество шагов интегрирования
// *** Выполнение программы ***

var scale = canvas.height / Ny; // масштабный коэффициент для перехода от расчетных к экранным координатам

var w = canvas.width / scale; // ширина окна в расчетных координатах

var h = canvas.height / scale; // высота окна в расчетных координатах

var x = w / 2; var y = h / 2 + R; // начальное положение 1 спутника

var p = w / 2; var q = h / 2 + R2; // начальное положение 2 спутника

var count = true; // проводить ли расчет системы

this.PUSK = function(){

count = false;

};
// создаем объект, связанный с элементом canvas на html странице

var ocanvas = oCanvas.create({

canvas: "#canvasMech", // canvasMech - id объекта canvas на html странице

fps: fps // сколько кадров в секунду

});

// создаем Землю

var arc = ocanvas.display.arc({

x: w / 2 * scale,

y: h / 2 * scale,

radius: 1 / 3 * scale,

end: 360, // круг 360 градусов

fill: "rgba(0, 0, 255, 1)" // цвет

}).add();
// создаем 1 спутник

var arc1 = ocanvas.display.arc({

x: x * scale,

y: y * scale,

radius: 1 / 12 * scale,

end: 360, // круг 360 градусов

fill: "rgba(0, 255, 0, 1)" // цвет

}).add();
// создаем 2 спутник

var arc2 = ocanvas.display.arc({

x: p * scale,

y: q * scale,

radius: 1 / 12 * scale,

end: 360, // круг 360 градусов

fill: "rgba(0, 255, 0, 1)" // цвет

}).add();
var line = ocanvas.display.line({ //линия соединяющая центры 2-х спутников

start: { x: arc1.x, y: arc1.y },

end: { x: arc2.x, y: arc2.y }}).add();
var vx = -Math.sqrt(G * M / R); var vy = 0; // скорость 1 спутника

var vx2 = vx * R2 / R; var vy2 = 0; // скорость 2 спутника

function physics(){ // то, что происходит каждый шаг времени

if (count) return;

for (var s=1; s

x1 = (arc1.x - arc.x)/scale; //координаты 1 спутника относительно Земли

y1 = (arc1.y - arc.y)/scale;

x2 = (arc2.x - arc.x)/scale; //координаты 2 спутника относительно Земли

y2 = (arc2.y - arc.y)/scale;

absR = Math.sqrt(x1 * x1 + y1 * y1); //расстояние между 1 спутником и Землей

absR2 = Math.sqrt(x2 * x2 + y2 * y2); //расстояние между 2 спутником и Землей
l = Math.sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2) + (y1 - y2) * (y1 - y2)); //расстояние между спутниками

dl = l - l0; //удлинение пружины

if ( dl >= 0 )

F = c * dl;

else F = 0;
vx += (-G * M / (absR * absR * absR) * x1 - F / l * (x1 - x2) / m1) * dt; //считаем скорости на каждом шаге

vy += (-G * M / (absR * absR * absR) * y1 - F / l * (y1 - y2) / m2) * dt;

arc1.x += vx * dt * scale; //считаем координаты накаждом шаге

arc1.y += vy * dt * scale;

absR2 = Math.sqrt(x2 * x2 + y2 * y2);

vx2 += (-G * M / (absR2 * absR2 * absR2) * x2 - F / l * (x2 - x1) / m2) * dt;

vy2 += (-G * M / (absR2 * absR2 * absR2) * y2 - F / l * (y2 - y1) / m2) * dt;

arc2.x += vx2 * dt * scale;

arc2.y += vy2 * dt * scale;

line.start.x = arc1.x; //рисуем линию на каждом шаге

line.start.y = arc1.y;

line.end.x = arc2.x;

line.end.y = arc2.y;

if(check.checked)DrawPoint((arc1.x + arc2.x) /2, (arc1.y + arc2.y) /2); //рисуем траекторию

}
}

function DrawPoint(x, y)

{

ocanvas.display.ellipse({

x: x,

y: y,

radius: 1,

fill: "red"

}).add();

}
ocanvas.setLoop(physics).start(); // функция, выполняющаяся на каждом шаге

}

2.3 Итог работы
Результатом работы стала программа «Моделирование движения связанных спутников в гравитационном поле Земли».

Так выглядит страница после загрузки:

Заключение
В ходе написания курсовой работы был прочитан и систематизирован теоретический материал по данной теме, а так же выполнены следующие поставленные во введении задачи:

Описано что такое JS-фреймворки
Была разработана программа с использованием фреймворка jQuery
Программа позволяет визуально представить движение спутников под воздействием гравитационной силы и силы упругости

Литература

http://ru.wikipedia.org/wiki/Библиотека_JavaScript
http://habrahabr.ru/
http://jqbook.net.ru/
http://ru.html.net/
Антон Шевчук. Jquery. Учебник для начинающих.: 2013. – 123с.
Бенедетти Р., Крэнли Р. Изучаем работу с jQuery. – СПб.: Питер, 2012. – 528 с.
Бер Бибо, Иегуда Кац. jQuery. Подробное руководство по продвинутому JavaScript, 2-е издание. – Пер. с англ. – СПб.: Символ-Плюс, 2011. – 624 с.
Каслдайн Э., Шарки К. Изучаем jQuery. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2012. – 400 с.
Самков Г. А. jQuery. Сборник рецептов. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 416 с.
JavaScript: Подробное руководство (Definitive Guide), Давид Финнерман. Спб, 2007г.
JavaScript. Библия пользователя, Фленов Иван, Спб, 2005г.
Javascript и DHTML, сборник рецептов, Д.Гудман, Спб, 2004г
Размещено на Allbest.ru

Похожие:

	П. Д. Киселев моделирование движения бесконечной цепи тел Направление подготовки бакалавров: 010800 Механика и математическое моделирование		Оглавление Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности,...
	Основой системы gps являются навигационные спутники, движущиеся вокруг... Максимальное возможное число одновременно работающих спутников в системе navstar ограничено числом 37. В настоящий момент на орбите...		Вход Регистрация Поиск Расширенный Искать в: Форумы Пользователи Помощь У вас отключен JavaScript. Некоторые возможности системы не будут работать. Пожалуйста, включите JavaScript для получения доступа...
	Вход Регистрация Поиск Расширенный Искать в: Форумы Пользователи Помощь У вас отключен JavaScript. Некоторые возможности системы не будут работать. Пожалуйста, включите JavaScript для получения доступа...		Руфь Такер От Иерусалима до края земли История миссионерского движения История миссионерского движения это не просто собрание сухих фактов. Это захватывающий рассказ о борьбе людей, их горестях и радостях,...
	Разработка элементарного индуктора для системы магнитотерапии локального... Ключевые слова: динамическое магнитное поле, магнитотерапия, система индукторов, индуктор-электромагнит, магнитная индукция, математическое...		Учебник по JavaScript и jQuery. Макфарланд, Дэвид. JavaScript и jQuery:... Источники информации для проектной работы по теме “Сайт для подготовки к егэ по физике”
	Инструкция № рб-1/06 «О порядке действий работников, связанных с... «О порядке действий работников, связанных с обеспечением безопасности движения на Приволжской железной дороге в аварийных и нестандартных...		Инструкция № рб-1/06 «О порядке действий работников, связанных с... «О порядке действий работников, связанных с обеспечением безопасности движения на Приволжской железной дороге в аварийных и нестандартных...
	С. Г. Пудовкина моделирование, анализ Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплины «Математические методы и модели в экономике», «Математическая экономика»,...		Направление : Физика Тема: «Моделирование траектории космических полётов с помощью компьютера» Ещё одно открытие – не известные ранее озёра в горах Ирана. Дело в том, что в результате деятельности человека и природных процессов...
	В. В. Ревичеву в связи с необходимостью прохождения аттестации лицами,...		Руководство администратора «Текстовое поле» (Рисунок ). Обычное текстовое поле, в которое информация вводится стандартным методом с клавиатуры; 22
	Программа дисциплины «Онтологическое моделирование» Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Онтологическое моделирование», учебных ассистентов и студентов направления...		Механико-математический факультет Конвективные движения являются неотъемлемыми элементами многих природных процессов, наблюдаемых в атмосфере и океанах Земли, а также...

Руководство, инструкция по применению