Гадны хүчээр нүүлгэн шилжүүлэх үед үүссэн шилэн сүлжээний хүчний өөрчлөлтийг хэмжих: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Эсүүд нь хүрээлэн буй эсийн гаднах матрицтай (ECM) харьцах чадвартай бөгөөд хоёулаа ECM -ийн нөлөөлж буй хүчинд хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой. Төслийнхөө хувьд бид ECM -ийн үүргийг гүйцэтгэх утаснуудын сүлжээг дуурайж, нэг цэгийн хөдөлгөөний хариуд сүлжээ хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг харж болно. ECM нь анх тэг хүчээр тэнцвэрт байдалд орсон булаг шандны системээр загварчлагдсан болно. Цэгийн хөдөлгөөний хариуд сүлжээнд хүч хэрэглэх тул бид холбогдсон цэгүүдийг тэнцвэрт байдалд эргэж орохын тулд хүчэнд хариу үйлдэл үзүүлэхийг хичээдэг. Хүчийг F = k*x тэгшитгэлээр хянадаг, энд k нь хаврын тогтмол, x нь шилэн уртын өөрчлөлт юм. Энэхүү симуляци нь фиброз сүлжээнд хүчний тархалтын талаар ерөнхий ойлголт өгөхөд туслах бөгөөд үүнийг эцэст нь механик дамжуулалтыг дуурайхад ашиглаж болно.

Алхам 1: жигд квадратуудын NxN матриц үүсгэх

Кодыг эхлүүлэхийн тулд бид N -ийг сонгож, сүлжээнийхээ хэмжээг (NxN) тодорхойлно. Шаардлагатай бол сүлжээний хэмжээг өөрчлөхийн тулд N -ийн утгыг гараар өөрчилж болно. Энэ жишээнд N = 8 тул бид 8х8 цэгийн сүлжээтэй болно. Матрицыг үүсгэсний дараа 1 нэгж урттай матрицын бүх цэгүүдийг зайн томъёог ашиглан зай = sqrt ((x2-x1)^2+(y2-y1)^2) ашиглан холбоно. Үүнийг хийснээр бид бүгд 1 нэгжээр ижил зайтай квадратуудын сүлжээг олж авна. Үүнийг 101 -р зураг дээрээс харж болно.

Алхам 2: Сүлжээг санамсаргүй байдлаар сонгох

Энэ үе шатанд бид хил хязгаараа бүрдүүлэх гадаад цэгүүдээс бусад бүх цэгийн байршлыг санамсаргүй байдлаар сонгохыг хүсч байна. Үүнийг хийхийн тулд бид эхлээд 0 эсвэл N -тэй тэнцүү бүх матрицын координатыг олох болно. Эдгээр цэгүүд нь хил хязгаарыг бүрдүүлдэг цэгүүд юм. Хил хязгааргүй цэгүүдийн хувьд x ба y байрлалд -5 -аас.5 хүртэлх өөр санамсаргүй утгыг нэмж байршлыг санамсаргүй байдлаар сонгоно. Санамсаргүй байдлаар зурсан зургийг Зураг 1 -ээс харж болно.

Алхам 3: Шинэ зай авах

Санамсаргүй байдлаар сүлжээг хийсний дараа бид холын томъёог ашиглан холбосон цэгүүдийн хоорондох зайг дахин олдог.

Алхам 4: Нэг цэгийг сонгоод тэр цэгээс бусад хүртэлх зайг харьцуулна уу

Энэ алхам дээр бид 2 -р зурагт үзүүлсэн шиг курсорыг ашиглан сонирхсон цэгээ сонгож болно. Та курсороо яг цэг рүү зөөх шаардлагагүй, учир нь код нь үүнийг хамгийн ойрын холболтын цэг хүртэл тохируулах болно. Үүнийг хийхийн тулд бид эхлээд бүх холбогдсон цэгүүд болон саяхан сонгосон цэгүүдийн хоорондох зайг тооцоолно. Бүх зайг тооцоолсны дараа бид сонгосон цэгээс хамгийн бага зайтай цэгийг сонгож бодит сонгосон цэг болно.

Алхам 5: Шинэ цэг рүү шилжих

Энэ алхамд өмнөх алхам дээр сонгосон цэгийг ашиглан бид цэгийг шинэ байршилд шилжүүлнэ. Энэ хөдөлгөөнийг өмнөх байрлалыг орлох курсортой шинэ байрлалыг сонгох замаар хийдэг. Энэ хөдөлгөөнийг хаврын уртын өөрчлөлтөөс болж үүссэн хүчийг дуурайхад ашиглах болно. Цэнхэр өнгийн дүрс дээр шинэ байршил сонгож байна. Дараагийн зураг дээр хөдөлгөөнийг хуучин байршил байсан цэнхэр холболттой харьцуулахад шинэ байршил болох улбар шар өнгийн холболтоор дүрсэлж болно.

Алхам 6: Хүч = K*зай

Энэ алхамд бид хүч = k*зай тэгшитгэлийг ашиглана, энд коллаген утаснуудын хувьд k нь тогтмол 10 байна. Шилэн сүлжээ нь тэнцвэрт байдлаасаа эхэлдэг тул цэвэр хүч нь 0. Бид энэ тэнцвэрийг илэрхийлэхийн тулд өмнө нь үүсгэсэн матрицын уртыг тэг вектор үүсгэдэг.

Алхам 7: Шилжсэн цэгийн улмаас сүлжээний хөдөлгөөнийг өөрчлөх

Энэ үе шатанд бид тэнцвэрт төлөв рүүгээ буцахын тулд цэгийн хөдөлгөөний хариуд сүлжээний хөдөлгөөнийг дуурайдаг. Бид хоёр цэгийн хоорондох шинэ зайг хайж эхэлнэ. Үүний тусламжтайгаар бид хуучин ба шинэ зайн ялгааг хараад шилэн уртын өөрчлөлтийг олж чадна. Шинэ болон хуучин цэгүүдийн байршлыг харьцуулах замаар бид аль цэгүүд нүүсэн, мөн тэдгээртэй холбогдсон цэгүүдийг харж болно. Энэ нь бидэнд нөлөөлж буй хүчний хариуд аль цэгүүд хөдлөх ёстойг харах боломжийг олгодог. Хөдөлгөөний чиглэлийг x ба y бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хувааж 2D чиглэлийн вектор өгч болно. K утга, зайны өөрчлөлт, чиглэлийн векторыг ашиглан оноогоо тэнцвэрт байдалд шилжүүлж болох хүчний векторыг тооцоолж болно. Бид кодын энэ хэсгийг 100 удаа ажиллуулдаг бөгөөд ингэснээр хүч*.1. Кодыг 100 удаа ажиллуулснаар бид эцэст нь тэнцвэрт байдалд хүрэх боломжийг олгодог бөгөөд хилийн нөхцөлийг сахиснаар бүхэл бүтэн ээлжийн оронд сүлжээний өөрчлөлтийг олж хардаг. Сүлжээний хөдөлгөөнийг Зураг 3 -т харж болно, шар нь шилжсэн байрлал, цэнхэр нь өмнөх байрлалтай байна.

Алхам 8: Дууссан код

Энэ хэсэгт манай кодын хуулбарыг хавсаргав. Төрөл бүрийн сүлжээг загварчлах замаар өөрийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилж болно.