Описание программы моделирования MODMD05

Расчет относительного распределения концентрации молекул в исследуемом объеме. Формирование матрицы результатов. Печать в файл результатов.

В течение цикла, состоящего из n испытаний, программа формирует матрицу nk[2 × ks,ps], элементы которой представляют собой суммы времен пребывания молекул (t_pk) в каждом из частных объемов, на которые разбит расчетный объем, и сумму модулей проекций на ось X скорости влета молекул в объем W. После окончания испытаний, при i=n необходимо рассчитать распределение относительных концентраций молекул в рассматриваемых объемах и вывести результаты расчетов в удобном для последующей обработки виде.

Относительная концентрация молекул (N_pk0) в частном объеме (W_pk) в соответствии с выражением (19) определяется: t_pk - средним временем нахождения молекулы в частном объеме, Vx_ср0 - средней скоростью влета молекул в исследуемый объем (W) и величинами g и n, определяемыми на основании задаваемых исходных данных. Значения относительной концентрации молекул рассчитываются для каждого из 2 × ks × ps частных объемов.

Результаты расчетов записываются в файл результатов в виде таблиц. Две верхние строки таблицы включают наименования и значения части исходных данных и некоторых расчетных величин, необходимых для анализа результатов. Эти данные представлены в таблице

в следующем порядке:

n - количество испытаний;

|Vx| - проекция на ось X средней скорости влета молекул в исследуемый объем;

r₁ - внутренний радиус расчетного объема;

r₂ - внешний радиус расчетного объема;

V₀ - направленная скорость влета молекул;

ас - коэффициент аккомодации;

ugol_x - угол между направлением вектора направленной скорости

влетающих молекул и осью Х;

ugol_y - угол между проекцией вектора направленной скорости на плоскость YZ и осью Y;

|Vвх| - средняя скорость влета молекул в исследуемый объем;

|Vвых| - средняя скорость вылета молекул из исследуемого объма;

T_ср. - среднее время пребывания молекул в расчетном объеме;

N_ср. - средняя концентрация молекул в расчетном объеме;

В следующих строках представлены значения относительных концентраций молекул в частных объемах:

- в нечетных строках - для правой половины расчетного объема

для секторов с номерами k Î [1,ks];

- в четных строках - для левой половины расчетного объема для

секторов с номерами k Î [ks+1, 2 × ks].

Каждая пара строк значений концентраций соответствует одной из

ps долей, на которые разбит частный объем вдоль оси Х.

В заключительной строке выводятся значения фактического количества испытаний n и среднее время нахождения молекулы в исследуемом объеме.

Программа modmd05.pas загружает в среду Паскаль файл исходных данных "inp2.txt" и файл результатов "concentr", устанавливает тип связи программы и файлов и закрывает их после отработки программы.

Все неоднократно повторяющиеся процедуры выделены в программе

в отдельные блоки - подпрограммы - для обеспечения большей компактности программы и повышения ее наглядности.

В основном теле программы находится процедура считывания данных из исходного файла, реализован механизм розыгрыша точек влета в исследуемый объем, расчет коэффициентов, необходимых для формирования матрицы результатов, содержатся условия выполнения некоторых подпрограмм и процедура формирования матрицы результатов с записью ее в файл результатов.

Формирование вектора скорости при отражении молекулы от поверхности осуществляется в подпрограмме scattering. Расчет времен пребывания молекулы в частных объемах, на которые разбит расчетный объем, выполняет подпрограмма countmolec. Расчет траектории движения молекулы в исследуемом объеме выполняет подпрограмма counttrack. Генерация точек, распределенных в соответствии с законом Максвелла, осуществляется в подпрограмме maxwell.