Արտաքին ուժերով տեղահանվելիս առաջացած մանրաթելային ցանցի չափիչ ուժի փոփոխություններ. 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Բջիջներն ունակ են փոխազդելու իրենց շրջակա արտաբջջային մատրիցի (ECM) հետ և կարող են և՛ կիրառվել, և՛ արձագանքել ECM- ի գործադրած ուժերին: Մեր նախագծի համար մենք մոդելավորում ենք մանրաթելերի փոխկապակցված ցանց, որը հանդես կգա որպես ECM և կտեսնենք, թե ինչպես է ցանցը փոխվում `ի պատասխան կետերից մեկի շարժման: ECM- ն մոդելավորվում է որպես աղբյուրների փոխկապակցված համակարգ, որոնք սկզբում հավասարակշռության մեջ են զրոյական զուտ ուժով: Քանի որ ցանցի վրա ուժ է կիրառվում ՝ ի պատասխան կետերի շարժման, մենք փորձում ենք այնպես անել, որ կապված կետերն արձագանքեն ուժին այնպես, որ նրանք փորձեն վերադառնալ հավասարակշռության: Ուժը վերահսկվում է F = k*x հավասարմամբ, որտեղ k- ը գարնանային հաստատունն է, իսկ x- ը ՝ մանրաթելի երկարության փոփոխությունը: Այս մոդելավորումը կարող է օգնել ընդհանուր պատկերացում կազմել մանրաթելային ցանցերում ուժի տարածման մասին, որն ի վերջո կարող է օգտագործվել մեխանիհաղորդման մոդելավորման համար:

Քայլ 1. Ստեղծեք միատարր քառակուսիների NxN մատրիցա

Կոդը գործարկելու համար մենք ընտրում ենք N, որը կորոշի մեր ցանցի չափերը (NxN): N- ի արժեքը կարող է ձեռքով փոխվել `ըստ անհրաժեշտության փոխելու ցանցի չափերը: Այս օրինակում N = 8, այնպես որ մենք ունենք 8x8 կետերի ցանց: Մատրիցան գեներացնելուց հետո մենք միացնում ենք մատրիցի բոլոր կետերը, որոնք ունեն 1 միավոր երկարություն ՝ օգտագործելով հեռավորության բանաձևը, հեռավորությունը = sqrt ((x2-x1)^2+(y2-y1)^2): Դրանով մենք ստանում ենք քառակուսիների ցանց, որոնք բոլորը հավասարաչափ տարածվում են 1 միավորով: Սա երևում է նկար 101 -ում:

Քայլ 2: andանցի պատահականացում

Այս քայլով մենք ցանկանում ենք պատահականացնել բոլոր կետերի տեղերը, բացառությամբ արտաքին կետերի, որոնք կկազմեն մեր սահմանը: Դա անելու համար մենք նախ գտնում ենք բոլոր մատրիցային կոորդինատները, որոնք հավասար են 0 -ի կամ N- ի: Այս կետերն են, որ կազմում են սահմանը: Ոչ սահմանային կետերի համար տեղադրությունը պատահականացվում է `ավելացնելով տարբեր պատահական արժեքներ -5 -ից մինչև 5.5 և x, և y դիրքերը: Պատկերված պատահական պատկերը կարելի է տեսնել Նկար 1 -ում:

Քայլ 3: Ստացեք նոր հեռավորություններ

Երբ մեր պատահականացված ցանցը ստեղծվի, մենք նորից գտնում ենք միացված կետերի միջև եղած հեռավորությունը ՝ օգտագործելով հեռավորության բանաձևը:

Քայլ 4. Ընտրեք կետ և համեմատեք այդ կետից մինչև մյուսների հեռավորությունը

Այս քայլում մենք կարող ենք ընտրել կուրսորը օգտագործելով հետաքրքրության կետը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2 -ում: Անհրաժեշտ չէ ձեր կուրսորը ճշգրիտ տեղափոխել կետի վրա, քանի որ կոդը այն կհարմարեցնի միացման ամենամոտ կետին: Դա անելու համար մենք նախ հաշվարկում ենք բոլոր միացված կետերի և նոր ընտրված կետերի միջև եղած հեռավորությունը: Բոլոր հեռավորությունների հաշվարկից հետո մենք ընտրում ենք ընտրված կետից ամենափոքր հեռավորությամբ կետը `դառնալով փաստացի ընտրված կետը:

Քայլ 5: Տեղափոխվեք նոր կետ

Այս քայլում, օգտագործելով այն կետը, որն ընտրվել էր նախորդ քայլին, կետը տեղափոխում ենք նոր վայր: Այս շարժումը կատարվում է կուրսորը նոր դիրքի ընտրությամբ, որը կփոխարինի նախորդ դիրքը: Այս շարժումը կօգտագործվի գարնան երկարության փոփոխության հետևանքով գործադրվող ուժի մոդելավորման համար: Բոլոր կապույտ պատկերում ընտրվում է նոր վայր: Հաջորդ նկարում շարժումը կարելի է պատկերացնել նարնջագույն կապերով, որոնք նոր վայրեր են, ի տարբերություն կապույտ կապերի, որոնք հին տեղերն էին:

Քայլ 6: Ուժ = K*հեռավորություն

Այս քայլում մենք կիրառում ենք հավասարման ուժ = k*հեռավորություն, որտեղ k- ը կոլագենի մանրաթելերի համար հաստատուն 10 է: Քանի որ մանրաթելային ցանցը սկսվում է իր հավասարակշռության վիճակից, զուտ ուժը 0 է: Մենք ստեղծում ենք զրո վեկտոր ՝ մեր ստեղծած մատրիցայի երկարությամբ, որը ներկայացնում է այս հավասարակշռությունը:

Քայլ 7. Փոխեք ցանցի շարժը `տեղափոխված կետի պատճառով

Այս քայլում մենք մոդելավորում ենք ցանցի շարժը ՝ ի պատասխան կետային շարժման, որպեսզի վերադառնա իր հավասարակշռության վիճակին: Մենք սկսում ենք գտնել երկու կետերի միջև նոր հեռավորություններ: Սրանով մենք կարող ենք գտնել մանրաթելերի երկարության փոփոխությունը `նայելով հին և նոր հեռավորությունների տարբերությանը: Մենք կարող ենք տեսնել նաև, թե որ կետերն են տեղափոխվել, ինչպես նաև այն կետերը, որոնց հետ դրանք կապված են ՝ համեմատելով նոր և հին կետերի տեղերը: Սա թույլ է տալիս տեսնել, թե որ կետերը պետք է շարժվեն ի պատասխան գործադրվող ուժի: Շարժման ուղղությունը կարելի է բաժանել իր x և y բաղադրիչների ՝ տալով 2D ուղղության վեկտոր: Օգտագործելով k արժեքը, հեռավորության փոփոխությունը և ուղղության վեկտորը, մենք կարող ենք հաշվարկել ուժի վեկտորը, որը կարող է օգտագործվել մեր կետերը դեպի հավասարակշռություն տեղափոխելու համար: Մենք գործարկում ենք ծածկագրի այս հատվածը 100 անգամ ՝ ամեն անգամ շարժվելով ուժի*.1 քայլերով: Կոդի 100 անգամ գործարկումը մեզ թույլ է տալիս վերջապես նորից հասնել հավասարակշռության, և սահմանային պայմաններ պահպանելով ՝ մենք տեսնում ենք ցանցի փոփոխություն ՝ պարզապես մի ամբողջ հերթափոխի փոխարեն: Theանցի շարժը կարելի է տեսնել Նկար 3 -ում: Դեղինը շարժված դիրքերն են, իսկ կապույտը `նախորդները:

Քայլ 8: Ավարտված ծածկագիր

Այս բաժնում կցված է մեր ծածկագրի պատճենը: Ազատորեն փոփոխեք այն ՝ ձեր կարիքներին համապատասխան ՝ տարբեր ցանցերի մոդելավորմամբ: