3. Подготовка данных для моделирования

Исходные данные для моделирования должны быть введены с клавиатуры после запуска программы (исполнимый файл SETK2012.BAT из папки LABOR11). При этом возможна их запись в назначенный файл, и его последующее многократное использование в процессе моделирования.

Первоначальными материалами для подготовки данных являются заданная область и граничные условия.

Область простой формы может быть задана словесным описанием (например, «квадрат со стороной 10 см»), а относительно сложной формы − в виде рисунка. Во всех случаях во избежание ошибок целесообразно изобразить область в удобном масштабе на миллиметровой бумаге так, чтобы она оказалась вписанной в прямоугольник с горизонтально расположенным основанием. В его левый нижний угол помещают начало декартовой системы координат, ось x которой направляют вправо, а ось y – вверх.

На границе области следует разместить группу опорных точек, координаты которых снимаются непосредственно с рисунка или (для областей простой формы) – определяются из словесного описания. Программой предусмотрено измерение координат в миллиметрах с округлением до целых чисел. Расположение первой опорной точки безразлично; остальные располагаются последовательно друг за другом по часовой стрелке.

В дальнейшем после ввода опорных точек в память ЭВМ программа воспринимает область в виде многоугольника с вершинами в опорных точках. Назовем такую фигуру исходной областью.

Понятно, что задание областей простой формы (треугольник, трапеция, шестиугольник и т.п.) потребует небольшого количества опорных точек, а для описания криволинейных участков границы может понадобиться значительное их число.

Опорные точки служат не только для описания области, но, как уже отмечалось, и для ввода граничных условий. По существу программа осуществляет «снос» граничных условий из ближайшей к узлу опорной точки, из-за чего может оказаться необходимым еще увеличить количество опорных точек.

К тому же, при некоторых конфигурациях областей и их частей (например, при наличии углов, узких перемычек, выступов или впадин) возможен неудачный выбор опорных точек, когда граничные условия будут переноситься из ближайшей по расстоянию, но расположенной на других частях границы точки. Избежать ошибок можно, добавляя опорные точки в «нужных» местах, например, вблизи изломов границы или стыка двух участков с разными граничными условиями.

На рис. 3 показаны два варианта расположения опорных точек для части некоторой области: неправильный (а) и правильный (б). Границы области обозначены утолщенными по сравнению с сеткой линиями. Опорные точки обозначены знаком ●. В варианте «а» снос условия в граничный узел 1 произойдет из ближайшей опорной точки 2, т. е. не с той части границы, где расположен узел. В варианте «б» во все показанные граничные узлы снос осуществится правильно, т. е. со «своей» части границы.

а б

Рис. 3

После окончательного выбора опорных точек и определения для каждой из них параметров a, b и j согласно одной из формул (3), (4), (6) или (7) можно переходить к непосредственному вводу данных с клавиатуры.

По запросу программы сначала вводится число опорных точек, а затем соответствующее количество групп по пять чисел в каждой: x[i], y[i], alf[i], bet[i], fi[i]. Здесь i – номер опорной точки (и группы), x и y – ее координаты в миллиметрах. Обозначения alf, bet и fi эквивалентны a, b и  соответственно.

При обнаружении ошибок следует довести ввод до конца, а затем указать на необходимость исправлений. Программа запишет данные в файл “dannye” и прекратит работу. Исправления следует внести в этот файл стандартными средствами и (при желании) переименовать его. Затем нужно вновь запустить программу моделирования и ввести данные уже из этого файла.

По окончании безошибочного ввода данных программа сразу приступает к моделированию или предварительно записывает данные в файл, указанный пользователем.

В случае необходимости создания новых файлов задавайте их имена только из ряда «f1, f2, f3, …». Это упростит работу другим пользователям. Все файлы должны создаваться в папке LABOR11. Не вносите никаких изменений в файлы, озаглавленные прописными буквами.