Programmer for datamodellering i fysikk. Programvare

Abinit- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse problemer innen materialvitenskap innenfor rammen av tetthetsfunksjonsteori, spesielt for å finne elektrontettheten, beregne den totale energien og egenskapene til materialer.

ANSYS- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for tekniske beregninger og modellering av fysiske fenomener, inkludert elektromagnetiske, fysiske og bølgeinteraksjoner. Inkluderer et grafisk modelleringsmiljø.

COMSOL Multifysikk- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for tekniske beregninger og modellering av samtidig forekommende fysiske prosesser. Programmet har tilgang til mulighetene til MATLAB og dets utvidelser. COMSOL inneholder Chemical ReactionEngineering Module og Heat Transfer Module, samt et grafisk simuleringsmiljø.

KRYSTALL- en pakke med anvendte programmer for beregninger innen kvantekjemi av faste stoffer. Designet spesielt for modellering av 3- og 2-periodiske krystallgitter og 1-periodiske polymerer. Krystall lar deg beregne grunntilstandsenergien, dens endring, samt bølgefunksjoner og parametere for periodiske systemer.

GROMACS- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse problemer med molekylær dynamikk, og spesielt for modellering av proteiner, lipider og nukleinsyrer.

HyperChem- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse problemer med molekylær dynamikk, mekanikk og kvantekjemi. Programmet gir et grafisk miljø for modellering, visualisering og tredimensjonal animasjon av objektene som studeres.

Materialstudio- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å modellere materialer, studere kjemikalier, løse problemer innen materialvitenskap og farmasøytiske produkter.

Molpro- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse problemer med kvantekjemi ved bruk av høypresisjonsmetoder.

OpenFOAM- en pakke med verktøy og biblioteker designet for å modellere fysiske fenomener og løse beregningsmessige væskedynamikkproblemer.

WIEN2k- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse problemer med kvantemekanikk av faste stoffer, spesielt problemer med tetthetsfunksjonsteori.

ADF-er en programvarepakke som utfører elektroniske strukturberegninger ved bruk av tetthetsfunksjonsteori (DFT). Spesielt populær innen overgangsmetall- og tungelementkjemi, (bio)uorganisk og koordinasjonskjemi, spektroskopi og homogene og heterogene katalysatorer.

Vorpal- et sett med programmer designet for å simulere og beregne komplekse fysiske prosesser i dynamikken til plasma, elektromagnetiske systemer, sjeldne og tette gasser.

Matematisk og statistisk forskning

lønnetre- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse matematiske problemer ved hjelp av symbolske, numeriske metoder, samt visualisering.

Mathematica- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse problemer innen ulike felt av matematikk (bildebehandling, signaler, etc.), ved bruk av symbolske, numeriske metoder, samt visualisering. Inkluderer et grensesnitt til WolframAlpha kunnskapsbase og kan brukes til å publisere matematiske beregninger på Internett.

MATLAB- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse problemer innen ulike felt av matematikk, som hver er implementert som en utvidelse. Utvidelser inkluderer algoritmer for å løse problemer med optimalisering, statistikk, signalbehandling, og gir også tilgang til symbolsk og parallell databehandling på et skjermkort og en klynge.

Statistikk avansert- en pakke med applikasjonsprogrammer designet for å løse statistiske problemer, som databehandling, analyse og visualisering, samt for gruppering, klassifisering og søk etter objekter som studeres.

Utviklings- og feilsøkingsverktøy

Intel Parallel Studio XE - En parallell programvareutviklingspakke utviklet av Intel som kombinerer bransjens ledende C/C++ kompilator og Fortran kompilator, ulike biblioteker, profileringsverktøy og mye mer.

Lahey Fortran - Fortran språk kompilator

NAG Fortran kompilator - Fortran språk kompilator

PGI Accelerator Fortran/C/C++ - Fortran/C/C++ språkkompiler

3D-modelleringsprogrammer kan bidra til å gjøre noen ideer til vakre modeller og prototyper som senere kan brukes til en rekke formål. Disse verktøyene lar deg lage modeller fra bunnen av, uavhengig av ferdighetsnivå. Noen 3D-redigerere er ganske enkle, slik at selv en nybegynner kan mestre dem på kort tid. I dag brukes 3D-modeller innen en lang rekke felt: kino, dataspill, interiørdesign, arkitektur og mye mer.

Å velge den beste modelleringsprogramvaren er ofte vanskelig, siden det ikke er lett å finne et program som har all nødvendig funksjonalitet. FreelanceToday bringer til deg 20 gratis 3D-modelleringsprogrammer.

Daz Studio er en kraftig, men helt gratis 3D-modelleringsprogramvare. Dette er ikke å si at dette er et enkelt verktøy å lære; nybegynnere må bruke lang tid på å studere programmets evner. Skaperne av programmet tok seg av brukeropplevelsen, men bekvemmeligheten til Daz Studio vil ikke umiddelbart bli verdsatt. En av funksjonene til programmet er å lage GPU-akselererte 3D-bilder under gjengivelsen, noe som gjør det mulig å lage svært realistiske modeller. Daz Studio har også støtte for å lage scener og funksjonalitet for å animere modeller.

TilgjengeligTil: Windows | OS X

Gratis 3D-modelleringsprogramvare Open SCAD er designet for seriøs design (industriell design, interiør, arkitektur). Skaperne av programmet var mye mindre interessert i de kunstneriske aspektene. I motsetning til andre lignende programmer, er ikke Open SCAD et interaktivt verktøy – det er en 3D-kompilator som viser prosjektdetaljer i tre dimensjoner.

Tilgjengelig for: Windows | OS X | Linux

AutoDesk 123D er et stort sett med ulike verktøy for CAD- og 3D-modellering. Ved å bruke programmet kan du designe, lage og visualisere nesten hvilken som helst 3D-modell. AutoDesk støtter også 3D-utskriftsteknologi. Hovedsiden for AutoDesk 123D har flere satellittsider hvor du kan finne mange interessante gratis 3D-modeller som du kan eksperimentere med eller bare bruke til dine egne formål.

Tilgjengelig for: Windows | OS X | iOS |

Meshmixer 3.0 lar deg designe og visualisere 3D-strukturer ved å kombinere to eller flere modeller i noen få enkle trinn. Programmet har en praktisk "klipp og lim"-funksjon for dette, det vil si at du kan kutte ut de nødvendige delene fra modellen og lime dem inn i en annen modell. Programmet støtter til og med skulptur - brukeren kan lage en virtuell skulptur, forme og foredle overflaten på samme måte som om han skulle skulpturere en modell av leire. Og alt dette i sanntid! Programmet støtter 3D-utskrift, ferdige modeller er fullt optimalisert for sending til skriveren.

TilgjengeligTil: Windows | OS X

3DReshaper er rimelig og brukervennlig 3D-modelleringsprogramvare. Programmet kan brukes innen ulike felt som kunst, gruvedrift, sivilingeniør eller skipsbygging. 3DReshaper kommer med støtte for ulike scenarier og teksturer og har mange nyttige verktøy og funksjoner for å gjøre 3D-modelleringsprosessen enklere.

TilgjengeligTil: Windows

Det gratis 3D Crafter-programmet er designet for sanntids 3D-modellering og animasjon. Hovedfunksjonen til denne editoren er dens intuitive dra-og-slipp-tilnærming. Komplekse modeller kan bygges ved hjelp av enkle former, og programmet støtter skulptur og 3D-utskrift. Dette er et av de mest praktiske verktøyene for å lage animasjoner.

TilgjengeligTil: Windows

PTC Creo er et omfattende system designet spesielt for mekaniske ingeniører, designere og teknologer. Programmet vil også være nyttig for designere som lager produkter ved hjelp av datastøttede designmetoder. Direkte modellering lar deg lage design fra eksisterende tegninger eller bruke programmet til å visualisere nye ideer. Endringer i geometrien til et objekt kan gjøres veldig raskt, noe som øker arbeidsprosessen betydelig. Programmet, i motsetning til de forrige, er betalt, men det er en 30-dagers prøveversjon og en gratisversjon for lærere og elever.

TilgjengeligTil: Windows

Gratis LeoCAD-programvare er et datastøttet designsystem for virtuelle LEGO-modeller. Det finnes versjoner for Windows, Mac OS og Linux. Programmet kan være et godt alternativ til Lego Digital Designer (LDD), da det har et enkelt grensesnitt, støtter keyframes og fungerer i animasjonsmodus. Det er støtten for animasjon som skiller LeoCAD fra andre programmer av lignende karakter.

TilgjengeligTil: Windows | OS X | Linux

VUE Pioneer-programmet vil hjelpe deg med å lage en tredimensjonal modell for å visualisere landskapet. Programvaren kan være nyttig for avanserte brukere som leter etter praktiske gjengivelsesverktøy. Pioneer lar deg lage fantastiske 3D-landskap med et stort antall forhåndsinnstillinger og gir direkte tilgang til Cornucopia 3D-innhold. Ved å bruke programmet kan du lage mange lyseffekter.

TilgjengeligTil: Windows | OS X

Netfabb er ikke bare et program for visning av interaktive 3D-scener, det kan brukes til å analysere, redigere og endre 3D-modeller. Programmet støtter 3D-printing og er det letteste og enkleste verktøyet når det gjelder installasjon og bruk.

TilgjengeligTil: Windows | OS X | Linux

Det gratis NaroCad-programmet er et komplett og utvidbart datastøttet designsystem basert på OpenCascade-teknologi og kjører på Windows- og Linux-plattformer. Programmet har all nødvendig funksjonalitet og støtter grunnleggende og avanserte 3D-modelleringsoperasjoner. Programmets funksjoner kan utvides ved hjelp av plugins og et programvaregrensesnitt.

TilgjengeligTil: Windows | Linux

LEGO Digital Designer lar deg bygge 3D-modeller ved hjelp av virtuelle LEGO-klosser. Resultatet kan eksporteres til ulike formater og fortsette arbeidet i andre 3D-redigerere.

TilgjengeligTil: Windows | OS X

Det gratis ZCAD-programmet kan brukes til å lage 2D- og 3D-tegninger. Redaktøren støtter ulike plattformer og gir store visningsvinkler. Tilstedeværelsen av mange praktiske verktøy lar deg løse de fleste problemer knyttet til modellering av tredimensjonale objekter. Programmets brukergrensesnitt er enkelt og intuitivt, noe som i stor grad letter tegneprosessen. Det ferdige prosjektet kan lagres i AutoCAD-format og andre populære 3D-formater.

TilgjengeligTil: Windows | Linux

Gratisversjonen av Houdini FX, Houdini Apprentice, er nyttig for studenter, kunstnere og hobbyister som lager ikke-kommersielle 3D-modellprosjekter. Programmet har en noe nedstrippet, men samtidig ganske bred funksjonalitet og et nøye gjennomtenkt brukergrensesnitt. Ulempene med gratisversjonen inkluderer et vannmerke som vises på 3D-visualiseringen.

TilgjengeligTil: Windows | OS X | Linux

Designregnearkappen lar deg lage ganske detaljerte 3D-modeller. Skaperne av programmet tok seg av funksjoner som lar deg eliminere problemområder gjennom endringer og tillegg til den eksisterende designen. DesignSpark kan også brukes til å raskt endre konseptet til et 3D-produkt. Programmet støtter direkte modelleringsteknikker og 3D-printing av modeller.

TilgjengeligTil: Windows

FreeCAD er en parametrisk 3D-modeller designet for å lage ekte objekter i alle størrelser. Brukeren kan enkelt endre designet ved å bruke historien til modellen og endre individuelle parametere. Programmet er multi-plattform og kan lese og skrive ulike filformater. FreeCAD lar deg lage dine egne moduler og deretter bruke dem i videre arbeid.

TilgjengeligTil: Windows | OS X | Linux

Det gratis Sculptris-programmet vil åpne et vindu til den spennende verdenen av 3D for brukere. Sculptris har praktisk navigasjon og brukervennlighet. Programmet kan enkelt mestres selv av en nybegynner som ikke har erfaring med digital kunst eller 3D-modellering. Arbeidsprosessen er utformet på en slik måte at du kan glemme geometri og ganske enkelt lage en modell, samtidig som du bruker dataressurser nøye.

Tilgjengelig for: Windows | Linux

MeshMagic kan brukes til å gjengi 3D-filer, samt lage 2D-objekter eller konvertere dem til 3D. Programvaren har et intuitivt grensesnitt og kan brukes til å løse en lang rekke problemer. Mesh Magic støtter for øyeblikket bare Windows. Resultatet lagres i det populære STL-formatet, som kan åpnes og redigeres i de fleste online og offline 3D-modelleringsverktøy.

TilgjengeligTil: Windows

Open Cascade er et programvareutviklingssett designet for å lage 3D CAD-relaterte applikasjoner. Den inkluderer tilpassede, fellesskapsutviklede C++-klassebiblioteker som kan brukes til modellering, visualisering og kommunikasjon av data, og for rask applikasjonsutvikling.

TilgjengeligTil: Windows | OS X | Linux

Men så langt har vi ikke berørt et av de mest interessante og viktige temaene – testing av utformede enheter, både virtuelle og ekte.

Tåler kroppen en tredimensjonal påvirkning? Deformeres den i ekstreme temperaturer? Er det interne elektronikkkjølesystemet godt utformet? Det er to måter å svare på disse spørsmålene. Først: test den ferdige enheten (prototypen) i virkeligheten og, basert på resultatene, send den til revisjon. For det andre: gjennomføre virtuell modellering av fysiske prosesser og korrigere problemområder på utviklingsstadiet. Dette er mye raskere og mer effektivt, så du kan få fungerende prototyper allerede i første iterasjon. La oss se på begge alternativene på ekte prosjekter...

1. Kontrollere påliteligheten til veskens feste

La oss starte med en enhet for å sende et SOS-signal, som er innebygd i det indre av bilen. I henhold til vilkårene i de tekniske spesifikasjonene skal den sikres med låser; bruk av skruer er forbudt.

Ris. 1. SOS-enhet i bilens interiør (forside)

Under utviklingsprosessen ble det besluttet å simulere en kollisjon av et kjøretøy med en hindring. Målet er å opprettholde funksjonaliteten til enheten etter en ulykke, og å beskytte passasjerer (de ønsker tross alt ikke å bli skadet på grunn av at enheten hoppet ut av festet).

Slik ser enheten ut fra innsiden av bilens dashbord:

Ris. 2. SOS-enhetshus (innerside)

Hva vil skje ved en kollisjon? En ganske kraftig feste brukes, se på låsene. Er det nødvendig å modellere?

Det ble besluttet å gjøre beregningen i 2 trinn for å ta hensyn til klemkraften til låsene:

Sette enheten inn i panelet inne i bilen.
Kollisjon.

De to animerte illustrasjonene nedenfor viser snapping-prosessen fra forskjellige vinkler. I livet vil det være litt annerledes, men ved modellering er det ønskelig å forenkle oppgaven så mye som mulig innenfor rimelige grenser. Det viktigste er å ta hensyn til forhåndsbelastningen til låsen.

Figur 3. Simulering av snapping-prosessen (utenfor)

Figur 4. Simulering av snapping-prosessen (snittvisning)

Fra animasjonen kan du se at låsen først går gjennom delen. Dette trikset kan og bør gjøres når du forenkler oppgaven. I vår beregning ble delekontakten tatt med senere.

Ris. 5. Enheten fløy ut av dashbordet som følge av en ulykke

Etter slike resultater ser du på produktet med et helt annet utseende. Vær oppmerksom på hvordan spaken er formet i designet.

På dette prosjektet var alt allerede klart for produksjon av prototyper. Vi ble presset for tidsfrister. Ingen forventet slike resultater. Basert på resultatene av simuleringen stoppet vi umiddelbart produksjonen av prototyper. Det er én iterasjon mindre, som sparer kunden penger.

Vi gjorde endringer i designet, som et resultat av at overhenget til enheten ble betydelig mindre på grunn av valget av nye komponenter på brettet. Monteringen av bunnen av enheten er også justert.

Et annet eksempel på modellering på dette prosjektet er beregninger for feil ved plaststøping (sprøytestøping). De gjorde det mulig å velge optimale materialer og gjøre deler mer teknologisk avanserte. Som et resultat ble det mottatt en rapport om mulige synkemerker når produktet ble lansert i masseproduksjon. Det ble også utført en beregning for restspenninger i støpingen.

Slike defekter oppstår oftest på grunn av ujevn avkjøling av støpegodset, og avhenger av produktets materiale. I fremtiden kan de føre til utseende av sprekker og fullstendig ødeleggelse av huset. Du kan ha støtt på dette fenomenet hvis du har observert hvordan et plastprodukt begynner å sprekke etter en viss tid.

2. Plastkasser: støpefeil

La oss nå gå videre til neste prosjekt. Nedenfor er et fotografi av et plasthuselement som er masseprodusert.

Ris. 6

Og dette er resultatene av modellering av støpingen (ingen problemer er synlige fra forsiden av produktet):

Ris. 7

Mest sannsynlig har du allerede sett lignende defekter på plast. I dette tilfellet er den kun plassert på innsiden, men likevel bør kunden være klar over disse manglene. Du har sikkert lagt merke til at kjente merker ikke tillater slike problemer i produktene sine.

Som du kan se, samsvarer ikke simuleringsresultatene 100 prosent med virkeligheten, men helhetsbildet er likevel likt. I masseproduksjon kan en avstøpning skille seg fra en annen, dette er normalt.

Noen produkter kan være defekte på grunn av feil fra produsenten. Ved å bruke CAE-systemet kan du gi anbefalinger til produsenten og dermed redusere antall iterasjoner fra hans side. Dette er akkurat det vi gjorde i dette prosjektet, som et resultat av at problemet ble løst på kort tid. Og produktet begynte å bli masseprodusert uten synlige defekter ikke bare på utsiden, men også på innsiden.

Et eksempel til. Figuren nedenfor viser en animasjon av produktet som fylles. Beregningen tok hensyn til portsystemet, kjølesystemet til formen og selve formen:

Ris. 8

Støpefeilen er uthevet i rødt:

Ris. 9

Denne feilen er tydelig synlig på bildet:

Ris. 10

3. Kollisjonstester av elektronikk

Holdbarhetstesting er et populært tema i anmeldelser av nettbrett og smarttelefoner. Det diskuteres ofte på forum om enheten vil fungere etter et utilsiktet fall.

Vi gjennomfører også slike tester under utviklingen av forbrukerelektronikk. La oss ta en Bluetooth-gateway som et eksempel:

Ris. elleve

Hvis den slippes fra en høyde på 1,2 meter, må enheten være i perfekt stand; dette var et av kundens krav. De tekniske spesifikasjonene bemerket mulige problemområder der enheten kunne gå i stykker. Vi gjennomførte 7 beregninger og fikk positive resultater. Figuren nedenfor viser ett av beregningsresultatene:

Ris. 12

Etter å ha laget prototypene testet vi den igjen, denne gangen ved å droppe enheten i det virkelige liv. Resultatene er igjen positive.

Det er verdt å tenke på at freste prototyper avviker litt i fysiske egenskaper fra seriekasser, som produseres ved støping - ved fresing forblir restspenninger i produktet. Men i dette tilfellet er det bedre å utføre tester.

Etter å ha analysert de resulterende prototypene, ble det besluttet å styrke kroppen litt ved å legge til ribber i designet. Etter å ha simulert effekten av å trykke en finger på kroppen, skal stivheten til enheten ha økt med omtrent 30 prosent:

Ris. 1. 3

Den andre fasen var bestilling av nye prototyper.

Etter å ha testet for fallmotstand begynte imidlertid enheten å gå i stykker, noe ingen forventet:

Ris. 14

Dette er en så verdifull erfaring. Det er bra at saken ennå ikke er satt i masseproduksjon.

Det ble besluttet å re-simulere og sammenligne resultatene med praksis. Og faktisk viste programmet dette nye problemområdet:

Ris. 15

Det ble besluttet å fjerne individuelle ribben. Etter neste simulering ble positive resultater oppnådd.

Konklusjon - med enhver designendring er det nødvendig å gjøre gjentatte beregninger, og datamodellering av fysiske prosesser bidrar til å spare tid og penger når du utvikler elektronikk. Det er bedre å teste skroget for styrke i tekniske analysesystemer, i stedet for i det virkelige liv.

[?!] Spørsmål og kommentarer er velkomne. De vil bli besvart av vår designingeniør Maxim Kendys, en ekspert på modellering av plast- og metallprodukter i tekniske analysesystemer (CAE).

Et veldig underholdende program som lar deg simulere alle slags mekaniske systemer og situasjoner i todimensjonalt rom, med enkle musebevegelser.

Shakespeare sa en gang: "Hele verden er en scene, og menneskene i den er skuespillere." Dette er hvis vi tar utgangspunkt i en kunstnerisk måte å tenke på. Hvis du ser på verden fra et vitenskapelig synspunkt, kan du parafrasere den store dramatikeren: "Hele verden er natur, og mennesker er objekter i den" :). Hva har naturen med det å gjøre? Ja, til tross for at "natur" på gresk er "fysikk", og derav navnet på hovedvitenskapen om alt som eksisterer - "fysikk".

Fysiske fenomener omgir oss fra tidlig barndom, og hvert barn har før eller siden forskjellige spørsmål: "Hvorfor skinner solen? Hvorfor regner det? Hvorfor faller smørbrødet alltid på gulvet og henger ikke i luften? :)." Og når barnet vokser opp, prøver å få svar på disse spørsmålene, ved å bruke "vitenskapelig poke" -metoden, lærer han om verden rundt seg og lovene for dens eksistens. Men slike eksperimenter ender ikke alltid smertefritt.

Det er nettopp for å kunne simulere en hvilken som helst fysisk prosess på en trygg måte, for barnet og for verden rundt det, vil jeg anbefale å bruke programmet Phun.

Versjon 5.28, tilgjengelig for øyeblikket, er et ganske pent designet mekanisk modelleringsmiljø. Til tross for den tilsynelatende lettsindigheten (programmet er designet i form av et barns tegning), simulerer Phun ganske plausibelt virkelige fysiske forhold (du kan simulere situasjoner i anti-tyngdekraftsforhold, i luft og luftfritt rom, etc.).

Installasjon av Phuns mekaniske prosesssimuleringsprogram

Men om alt etter tur. Nå skal vi installere og prøve å forstå programmet. For å gjøre dette, last ned Phun-installasjonsdistribusjonen, kjør installasjonsprogrammet og vent på at alt skal installeres :).

La meg gjøre en reservasjon med en gang: hvis du har en gammel datamaskin med et ganske svakt skjermkort, vil Phun redusere farten merkbart i dette tilfellet. Selv om den hevder å støtte (selv om tidligere versjon 4) skjermkort med 32 MB minne, på min datamaskin med 128 MB frøs programmet noen ganger ganske merkbart. Jeg tror sweet spot vil være rundt 256 MB.

Mens vi snakket, var Phun allerede installert og ivrig etter å lansere. Jeg vet ikke om dette er en feil i programmet eller et problem med systemet mitt spesielt, men da jeg gikk med på å starte programmet umiddelbart etter installasjonen, bannet det meg og nektet å starte. Jeg måtte starte den manuelt (den startet uten problemer :)).

Russifisering av programmet

Foran oss er et programvindu med et velkomstprosjekt:

Standardprogrammet er engelsk, men i den femte versjonen dukket også russisk lokalisering opp. For å Russify Phun, gå til "Fil"-menyen og i "Endre språk"-elementet velg alternativet "Russisk". Klar!

Nå som vi har å gjøre med den russiske versjonen, la oss se på programkontrollene.

Programgrensesnitt

Helt øverst ser du en litt stilisert, men kjent fra andre applikasjoner, menylinje.

"Fil"-menyen lar deg tilpasse en scene for et prosjekt (lagre, fjern), laste eller opprette en ny scene, endre språk, bytte visning, se etter oppdateringer, laste ned flere scener eller kjøpe fullversjonen (men hvorfor, hvis den gratis er nok).

Menyene "Verktøy", "Kontroll" og "Kontekstmeny" lar deg skjule eller vise de tilsvarende programfanene.

Verktøymeny:

Her er samlet alle enhetene som vi skal lage objektene vi trenger til eksperimentet med. Hele panelet er delt inn i tre soner: i den første sonen er det verktøy for å flytte objekter, i den andre - for tegning, og i den tredje - for å sette inn mekanismer. La oss se på dem i rekkefølge.

Det første panelet åpner Flytt-verktøyet, som lar oss flytte alle objekter i horisontale og vertikale plan. Håndverktøyet brukes også til å flytte, men kan utføre sin funksjon i et eksperiment som allerede kjører.

Roter-verktøyet brukes til å rotere objekter rundt deres tyngdepunkt eller montering. Skaleringsverktøyet lar deg endre størrelse på ethvert objekt. "Kniv" er ment for å dele ethvert objekt i deler, og det fungerer både i eksperimentforberedelsesmodus og i avspillingsmodus.

I tegnepanelet er det første verktøyet "Polygon". Med dens hjelp kan du tegne hvilken som helst frihåndsform eller til og med polygon (for å gjøre dette, hold nede Shift-tasten for å tegne en jevn linje). Penselverktøyet lar deg tegne hvilken som helst linje, form eller objekt for hånd.

«Rektangel» hjelper oss å tegne et tydelig rektangel eller kvadrat (også ved å holde nede Shift), og med «Sirkel»-verktøyet kan du alltid tegne en jevn sirkel. Neste er tre spesialiserte verktøy: Gear, Plane og Chain. De lager alle objektene sine deretter.

Det tredje panelet er også ment for å lage spesielle objekter med sine egne fysiske egenskaper. Her finner du fjær-, monterings-, aksel- og sporverktøyene. Hensikten med de tre første, tror jeg, trenger ikke å bli forklart, men den siste tjener til å vise treghetssporet fra bevegelsen til ethvert objekt som verktøyet er festet til (se Cycloid-eksemplet).

"Administrasjon"-meny:

Her ser vi noe som ligner på kontrollpanelet til en standardspiller. Det er knapper for reversering (avbryt/gjenta) og "spill av" (henholdsvis start eksperimentet).

Neste er en skala-glidebryter og to navigasjonsknapper. Skalaen i Phun kan endres på tre måter: ved å flytte glidebryteren, holde venstre museknapp på (+/-)-knappen, eller bruke musehjulet når det er over eksperimentfeltet. Pilknappen brukes til å flytte rundt i arbeidsfeltet. Trykk og hold den og flytt musen. Selv om det etter min mening er mer praktisk å gjøre det samme ved å holde nede museknappen hvor som helst på arbeidsfeltet.

De to siste knappene på kontrollpanelet brukes til å skape vektløshet og luftløs plass. Som standard tilsvarer tyngdekraften nåverdien på 9,8 m/s 2 , og luftmotstandskraften er 1. Men disse verdiene kan enkelt endres i "Innstillinger" i undermenyen "Simulator". Der kan du også stille inn simuleringshastigheten (standard - 1).

Før du begynner å lage dine egne scener, bør du vurdere en annen viktig kontrolldetalj - kontekstmenyen.

I Phun er kontekstmenyen alltid synlig for deg, og du kan enkelt endre egenskapene til ethvert objekt i sanntid. I sin mest generelle form vises kontekstmenyen for arbeidsområdet. Her kan vi tilpasse utseendet til scenen, legge til et av de ferdiglagde objektene å velge mellom og endre bakgrunnsfargen.

For hvert nytt objekt vil funksjonene utvides, supplert med ting som kloning, handlinger, materialvalg, konturjustering osv.

Nå er vi klare til å jobbe med Phun, og først foreslår jeg å gjennomføre et lite eksperiment for å sjekke om loven om universell gravitasjon fungerer i programmet.

Første eksperiment

For å gjøre dette, velg "Ny scene" fra "Fil"-menyen og tegn et horisontalt plan (0°). Nå skal vi henge to kropper, en større og en mindre, i samme høyde (for moro skyld laget jeg den lille ballen av metall og den store av glass).

Alt er klart for eksperimentet, alt som gjenstår er å klikke "Start!" Som vi ser fløy begge kroppene ned i samme hastighet. Den eneste ulempen var at glasskulen ikke gikk i stykker: ((det viste seg unaturlig). Ellers oppførte kroppene seg som deres virkelige analoger skulle.

Mer kompleks manipulering av kropper og væsker

La oss komplisere eksperimentet ved å tilsette vann i stedet for en fast overflate som kroppene lander på.

La oss sette to søyler (rektangler) og feste dem godt. Dette blir en beholder for vannet vårt. La oss nå "helle" selve vannet i den. For å lage vann, tegn bare et stort objekt mellom pilarene, og velg deretter "Vend til vann" i kontekstmenyen i "Handlinger".

Klar! Du kan kjøre eksperimentet.

Klare scener

En gjennomgang av programmet ville vært ufullstendig hvis jeg ikke nevnte at det er mange ferdige scener for Phun. Flere av dem er tilgjengelige hvis du klikker på "Åpne scene"-knappen i "Fil"-menyen. Hvis dette ikke er nok for deg, kan du alltid laste ned tusenvis av andre fra Internett. Bare velg "Last ned flere scener" fra den samme "Fil"-menyen.

Jeg ønsker deg kreativ suksess og alltid vellykkede eksperimenter:)!

Og tradisjonelt sett et flash-spill, også basert på litt fysikk. Her betjener vi en magnetlaster som har som hovedoppgave å laste alle boksene inn i maskinen. Men jo lenger du kommer, jo vanskeligere er det å gjøre dette.

P.S. Tillatelse er gitt til fritt å kopiere og sitere denne artikkelen, forutsatt at en åpen aktiv lenke til kilden er angitt og forfatterskapet til Ruslan Tertyshny er bevart.

P.P.S. Hvis du likte dette programmet, anbefaler jeg deg å ta hensyn til et annet like interessant program. Start of Electronics-programmet lar deg simulere virkelige prosesser i en rekke elektriske kretser du lager!

Her er en liste over Beste gratis fysikksimuleringsprogramvare for Windows. Disse gratis fysikksimuleringsspillene lar deg forstå det grunnleggende om fysikkteorier, som Gravitasjon, Ohms lov, Newtons bevegelseslover, etc. Alle disse fysikkspillene passer også for barn. Noen av disse fysikkspillene kommer med innebygd simulering, ved hjelp av hvilken du kan forstå effekten av en endring av en viss variabel på en fysisk mengde.

Du vil også finne en fysikksimuleringsprogramvare i denne listen som er basert på Ohms lov. Ved å variere motstand og spenning i en krets viser den deg effekten av å endre disse variablene på elektrisk strøm.

Denne listen over gratis fysikk-simuleringsspill inneholder også noen spill som tar deg med til romeventyret. Ved hjelp av simuleringer kan du se og forstå de ulike fasene av månen og lære hvordan disse fasene endres i forhold til jordens bevegelse. Disse spillene gir også grunnleggende informasjon om hver planet og den eneste stjernen i vårt solsystem, Solen.

Min favoritt fysikksimuleringsprogramvare:

Magnetic Adventure og Physics for Kids er min favoritt fysikksimuleringsprogramvare i denne listen.

Magnetisk eventyr: Det er et fysikkspill i sanntid basert på magnetismens lover. Det hjelper deg å lære egenskapene til en magnet. Ved å spille dette spillet kan du lære hvordan et magnetisk stoff skiller seg fra et ikke-magnetisk. Dette interessante fysikkspillet kommer med mange spennende nivåer. Følg reglene for magnetisme for å fullføre hvert nivå.

Fysikk for barn: Det er et av de beste fysikkspillene for barn. Den kommer med mange interessante nivåer basert på forskjellige teorier om fysikk. Noen av disse inkluderer: Kraft, potensiell energi og kinetisk energi, solsystem, treghet, etc.

Utforsk listen og prøv disse fysikkspillene.

Et magnetisk eventyr

Et magnetisk eventyr er et interessant fysikksimuleringsspill for Windows. Den er basert på magnetismens lover. I dette spillet må du flytte et objekt ved hjelp av en magnet og slippe det ved målet. Dette spillet er ikke så lett som det høres ut, siden det er flere hindringer på hvert nivå. Takle disse hindringene ved å følge reglene for magnetisme og fullfør et nivå. Dette gratis fysikksimuleringsspillet kommer med 50 interessante nivåer. Når du går videre i spillet, må du møte vanskeligere hindringer.

Dette spillet er en introduksjon til egenskapene til en magnet. Ved å spille den kan du lære hva en magnet er, hvordan den fungerer og hvilke typer materialer som tiltrekkes av en magnet.

Slik spiller du dette fysikkspillet:

På hvert nivå vil en oppgave bli gitt til deg. Følg egenskapene til en magnet for å løse hver oppgave. Flytt metalliske gjenstander i spillet ved hjelp av en magnet. Plasser magneten over en metallgjenstand og flytt musen ved å holde venstre klikk. Objektet begynner å bevege seg sammen med magneten. Slipp venstre museklikk for å slippe objektet. Det er alt.

Fantastisk grafikk og kule lydeffekter gjør dette spillet morsommere og mer interessant. Når du går videre i spillet, vil du møte kompliserte flere fysikkoppgaver. Husk at en magnet bare kan tiltrekke seg metalliske gjenstander.

Funksjoner ved A Magnetic Adventure:

Den lar deg opprette mer enn én spillerprofil.
Den kommer med en automatisk lagringsfunksjon, som lagrer spillet ditt automatisk ved avslutning.
Mange utfordrende nivåer er et flott tidspass.
Du kan spille den i fullskjerm så vel som i kompakt skjermmodus.

Så, hva venter du på? Installer dette gratis fysikkspillet på din PC. Mange fysikkoppgaver venter på deg.

Hjemmeside Last ned side

Fysikk sandkassespill

I denne artikkelen har jeg introdusert deg for mange fysikk-simuleringsspill. Nå er det en helt annen klasse med fysikksimuleringsspill, kalt . Disse spillene lar deg lage dine egne simuleringer og teste dem. Du kan sjekke lenken jeg la ut tidligere for å sjekke ut mange Physics Sandbox-spill som du kan bruke til Physics Simulation. Min favoritt fra den listen er Algodoo.

Algodoo er en interessant fysikksimuleringsprogramvare i dette segmentet. Dette er faktisk et Physics Sandbox-spill, som kommer med 2D HD-grafikk. Det lar deg lære Gravitasjonskrefter, friksjon, elastisitet, tetthet, flyt, viskositet, og mye mer med moro. Den beste delen av denne gratisvaren er at den lar deg lage dine egne fysikkscener og simulere dem.

La oss forstå grensesnittet. Den kommer med en rekke verktøy for å lage fysikksimuleringer:

Planverktøy: Ved hjelp av dette verktøyet kan du tegne et plan på skjermen i alle vinkler. Den viser også vinkelen du snur et fly med. Dette hjelper deg med å lage en skråning eller et skråplan som vippes i en viss vinkel.
Flytteverktøy: Du kan flytte et hvilket som helst objekt i scenen ved å bruke dette verktøyet.
Roter verktøyet: Den lar deg rotere et objekt i en bestemt vinkel.
Skalaverktøy: Brukes til å endre dimensjonene til et objekt.
Kuttverktøy: Du kan kutte et objekt i et hvilket som helst tverrsnitt ved hjelp av dette verktøyet.
Polygonverktøy: Bruk dette verktøyet til å tegne lukkede former.
Børsteverktøy: Penselverktøy brukes til å tegne både åpne og lukkede former.
Verktøy for å lage bokser: Dette verktøyet brukes til å tegne firkanter og rektangler.
Verktøy for opprettelse av sirkel: Dette verktøyet brukes til å tegne sirkler.
Gear Tool: Dette verktøyet brukes til å lage tannhjul.
Kjedeverktøy: Dette verktøyet lager en kjede.

Flere andre verktøy er tilgjengelige i dette gratisprogrammet. Bruk alle disse verktøyene til å lage gode fysikk-animasjoner og lagre dem.

Tegn flere tannhjul og slå dem sammen for å forstå mekanikken. Du kan tegne støttepunkt, trinse og mange andre animasjoner. Alt avhenger av kreativiteten din.

Dette er en flott fysikksimuleringsprogramvare. Last den ned og nyt.

Hjemmeside Last ned side

Fysikk for barn

Fysikk for barn er et veldig kult fysikkspill som passer for barn. Denne Windows 10-appen kommer med forskjellige nivåer basert på forskjellige teorier om fysikk. Siden dette spillet er utviklet for barn, inneholder det bare en innledende del av fysikkteorier. Barn kan lære forskjellige fysikklover ved å utføre praktiske ting. Mange interessante nivåer er lagt til disse fysikkspillene for barn, som inkluderer: Energi, kraft, friksjon, fritt fall, potensiell energi og kinetisk energi, Newton, treghet, solsystem, etc. Ut av disse nivåene kommer noen med fysikkspill, mens noen har simulering.

Hvert fysikkspill kommer med søte animerte figurer. Alle nivåene i dette fysikkspillet er veldig enkle, slik at barna enkelt kan spille dem og forstå konseptet bak dem. For eksempel, Spak er et veldig interessant spill, som lærer om resultatet av å bruke innsats på et støttepunkt. I dette nivået må du ganske enkelt slippe en liten pingvin på den tomme enden av støttepunktet, som kaster grisen som hviler på den andre enden av støttepunktet i luften. Ved sterk innsats vil grisen bli kastet høyere i luften.

Hvis jeg snakker om simuleringer, er Solar System en av disse. Solsystemsimuleringen lar deg lære navnene på alle 9 planetene i vårt solsystem.

Den beste delen av spillet er at disse nivåene kommer med forklaringer. Barn kan lese disse forklaringene mens de spiller spillet for å forstå hvilke fysiske lover som innebærer det nivået.

Hjemmeside Last ned side

Batterimotstandskrets

Batterimotstandskrets er et fysikksimuleringsspill i sanntid. Den kommer med en enkel elektrisk krets med forskjellige elektriske komponenter, som amperemeter, motstand, en temperaturindikator, etc. Det fungerer etter Ohms lov. Du kan variere spenningen og motstanden til kretsen for å se dens effekt på strømmen.

Ved å variere motstanden og spenningen til kretsen kan man analysere hva som skjer i kretsen. Den viser også strømningsretningen til elektroner i kretsen og inne i batteriet. Så du kan vite om strømmen av elektroner i og utenfor et batteri. Den viser også antall elektrontellinger og hva som foregår inne i et batteri under strømmen. Dessuten er det et amperemeter koblet til kretsen. Dette amperemeteret viser strømavlesningene av strømmen med hensyn til endring i spenning og motstand.

Solar System 3D Simulator

Solar System 3D Simulator er en gratis fysikksimulering for Windows. Denne fysikksimuleringen tar deg med til et romeventyr i sanntid. Utforsk solsystemet vårt med denne gratis fysikksimulatoren. Den viser en animasjon av 9 planeter som roterer rundt den eneste stjernen i vårt solsystem, Solen.

Det er en pedagogisk programvare som gir deg grunnleggende informasjon om 9 planeter i vårt solsystem. Det er en knapp Planetarisk informasjon gitt på grensesnittet, klikk som åpner et eget vindu som inneholder grunnleggende informasjon om alle 9 planetene. Denne informasjonen inkluderer : Diameter, Orbital radius, Masse, Tetthet, Temperatur, etc. av hver planet. I tillegg til dette viser den også antall måner på hver planet.

Det er et veldig grunnleggende fysikksimuleringsspill, som bare gir grunnleggende informasjon, derfor er det bra for barnehagebarn. Denne gratis fysikksimuleringen hjelper barna å lære navnene på alle 9 planetene i solsystemet vårt i riktig kronologisk rekkefølge.

Generelle funksjoner i denne gratis fysikksimuleringen:

Zoom inn og zoom ut funksjoner er tilgjengelige i denne gratis fysikksimuleringsprogramvaren.
Den lar deg variere omdreiningshastigheten til planeter.
Baner: Du kan vise eller skjule baner ved å klikke på denne knappen.
Vis: Denne knappen simulerer 3D-modellen i forskjellige vinkler.

Hjemmeside Last ned side

Asynx Planetarium

Asynx Planetarium er en annen fysikksimulering i dette segmentet. Last ned denne gratis fysikksimuleringen på din PC og start et romeventyr. I motsetning til Solar System 3D Simulator-programvaren i denne listen, gir denne fysikksimuleringen ikke bare informasjon om solen og dens planeter, men kommer også med en god samling av konstellasjoner. Det er mer enn 90 konstellasjoner i programvaren. Noen av disse inkluderer: Draco – Dragen, Vekten – Vekten, Løven – Løven, Mensa – Taffelberget, Musca – Fluen, Tyren – Oksen, etc. Den viser også månens faser i sanntidssimulering med forskjellige konstellasjoner.

Den kommer med kontrollknapper, ved hjelp av disse kan du starte/stoppe simuleringen, variere hastigheten, zoome inn og zoome ut av Physics-animasjonen. Den kommer også med en synkroniseringsknapp. Aktiverer synkroniseringsfunksjonen og simulerer månens faser med hensyn til solsystemets simulering. Den viser også månens faser i sanntid. Dessuten viser den også lengdegrad, breddegrad og astronomisk enhet fra solen for hver planet. Bortsett fra disse funksjonene, kan du se simuleringen av indre planeter og ytre planeter.

I likhet med Solar System 3D Simulator gir den deg også grunnleggende informasjon om hver planet og solen, som inkluderer: Planetnavn, høyde, avstand fra jorden, avstand fra solen, tyngdekraft, temperatur, etc.

Denne gratis fysikk-animasjonsprogramvaren er tilgjengelig på mer enn 5 språk. Noen av disse er engelsk, fransk, tysk, tsjekkisk, spansk, russisk, etc.

Den internasjonale astronomiske union erklærte Pluto som en dvergplanet i 2006, men dette gratisprogrammet for fysikksimulering har bare 8 planeter.

Hjemmeside Last ned side

Kjedereaksjon

Kjedereaksjon er et annet gratis fysikkspill på denne listen. Dette er en Windows 10 Physics Simulation-app som er basert på konseptet med kjedereaksjoner. Det er mer enn 20 spennende nivåer, som består av en lukket boks der det er fritt bevegelige atompartikler. Målet ditt er å bære kjedereaksjoner i denne lukkede boksen ved å utløse en rød prikk for å fullføre et nivå. For å starte en kjedereaksjon, bare venstreklikk med musen. Når en kjedereaksjon starter, begynner disse atompartiklene å feste seg på den røde prikken, noe som resulterer i fusjon av atomer. Dette betegnes som en Eksplosjon I spillet. På grunn av sammensmeltingen av atomer, begynner området nær den røde prikken å øke, noe som øker fusjonshastigheten.

For å fullføre et nivå, må du eksplodere det gitte antallet atomer. For hver eksplosjon vil du få noen poeng.

Hjemmeside Last ned side

Hjerteboks

Hjerteboks er et annet gratis fysikkspill for PC. Denne gratis Windows 10-appen er basert på teorien om gravitasjon. Alt på jorden tiltrekkes mot jorden av gravitasjonskraften. Følg denne teorien om gravitasjon for å fjerne alle nivåer i spillet.

Slik spiller du dette gratis fysikksimuleringsspillet:

Heart Box er et veldig enkelt fysikkspill for Windows 10. Det er en firkantet boks (som heter Heart Box her) i spillet. Målet ditt er å ta den boksen til bøtta som er gitt i spillet ved å lage en skråning. Til å begynne med plasseres Heart Box på en horisontal stang plassert på to små firkantede bokser. Du må kløyve en av disse boksene for å lage en skråning, så Heart Box begynner å gli. På denne måten må du lage en sti som leder Heart Box til destinasjonspunktet.

Dette fysikkspillet kommer med mange interessante nivåer. Du må fullføre forrige nivå for å hoppe til neste. Men hvis du vil spille et tilfeldig nivå, må du kjøpe fullversjonen, som kommer med alle nivåer ulåst.

MERK: Dette er en annonsestøttet versjon.

Hjemmeside Last ned side

Tingenes tilstand

Tingenes tilstand er en annen fysikksimuleringsprogramvare på denne listen. Denne programvaren simulerer materietilstander og gir deg beskjed om effekten av temperaturendringer på forskjellige materietilstander. Simulering er gitt for alle tre materietilstander. dvs. fast, flytende og gass. Du kan studere disse tre materietilstandene med sanntidssimulering. Last ned dette gratisprogrammet for fysikksimulering og observer hva som skjer med atomer og molekyler i forskjellige materietilstander når du øker eller reduserer temperaturen.

Den har to typer simuleringer: Den ene er Fast, flytende, gass, og annet er Faseendringer. Begge simuleringene består av et lukket kar, et termometer og en temperaturregulator, men i sistnevnte simulering er det to andre komponenter, en pumpe og en trykkmåler.

Eksperimenter utføres på fire forskjellige elementer (neon, argon, oksygen og vann) i et lukket kar ved å variere temperaturen på karet. Termometeret viser gjeldende temperatur inne i karet.

Faseendringer simulering av dette freeware viser trykket inne i fartøyet med hensyn til temperatur. Du kan øke trykket ved å øke temperaturen på karet og omvendt. Hvis du ønsker å variere trykket ved konstant temperatur, kan du variere det ved å tilsette flere molekyler av et grunnstoff ved hjelp av en pumpe.

Ved å endre tilstandene til et bestemt element, kan du observere styrken til kovalente bindinger mellom molekyler og effekten av temperatur på disse kovalente bindingene.

Hjemmeside Last ned side

Magnet og kompass

posisjon:="" relativ="" top:="" venstre:="">

Magnet og kompass er en annen gratis fysikksimuleringsprogramvare for PC. Dette er en veldig enkel fysikksimuleringsprogramvare, som lærer deg om de elektromagnetiske feltene på jorden. Den viser hvordan nålen i et magnetisk kompass avleder og leder oss i riktig retning. Du kan variere styrken på magnetfeltet. En feltmåler er også inkludert i programvaren, ved hjelp av denne kan du sjekke intensiteten av magnetfelt på forskjellige punkter.

Denne gratis fysikksimuleringen lar deg lære arbeidsprinsippet til et magnetisk kompass.