Prírodou inšpirované algoritmy

RDA applet

Applet štartujte kliknutím na tlačidlo

Funkcie:

Ako prvé musí užívateľ zvoliť veľkosť vykresľovanej plochy v aplete. Dolné ohraničenie je 50 px, horné ohraničenie je 500 px. Štandardne je nastavená hodnota 200 px.

Tlačidlom Start sa spustí zaujímavejšia časť apletu - GUI s možnosťou nastavenia parametrov a spustením simulácie.

GUI obsahuje tieto komponenty:

dva combo-box-y:

• prvý dáva možnosť výberu vopred zadaných parametrov pre simuláciu, ktorej výsledkom sú "pekné" vzory. Ich tvar je výstižne popísaný voľbami v combo-box-e (bludisko, bunky, pulzovanie, vlnky, škvrny).
• druhý combo-box sa používa na inicializáciu koncentrácií reaktantov v 2D mriežke. Je tu viacej možností inicializácie:
  • default - dva obdĺžniky
  • horizontálna a vertikálna čiara
  • kríž
  • štvorec
  • kruh
  • náhodná inicilizácia

• k - nastavuje hodnotu parametra k, z intervalu <0.066; 0.087>
• F - nastavuje hodnotu parametra F, z intervalu <0.02; 0.03>
• d - nastavuje počet iterácií medzi vykresľovaním, dá sa ním regulovať "hladkosť" priebehu simulácie

tri tlačidlá:

• Start - spúšťa simuláciu, po stlačení sa jeho názov zmení na "Pause".
  • Pause - po stlačení dočasne zastaví beh simulácie a jeho názov sa zmení na Resume. V tomto stave (Pause) nie je možná zmena parametrov simulácie.
  • Resume - po stlačení sa pokračuje v simulácii od stavu, v ktorom bola zastavená. Názov tlačidla sa zmení na Pause.
  Počas behu simulácie je možné meniť jej parametre.
• Stop - ukončí beh simulácie, pred spustením simulácie je "vypnuté"
• Restart - reštartuje simuláciu s parametrami, ktoré sú práve nastavené. Pred spustením simulácie je "vypnuté"

Reakcia:

U, V, P sú chemikálie.

Reakcia prebieha v chemickom reaktore, ku ktorému sú pripojené zásobníky s chemikáliami U a V. V zásobníkoch sú koncentrácie oboch chemikálií konštantné. To vedie k tomu, že obe chemikálie sú z reaktora odstraňované v závislosti od ich koncentrácií.

Použitý je troška modifikovaný Gray-Scott-ov RD model. Je to sústava dvoch parciálnych diferenciálnych rovníc:

Modifikácia (od J. Linde-ho):

namiesto druhej dif. rovnice použijeme túto:

Parametre:

u - koncentrácia chemikálie U

v - koncentrácia chemikálie V

Du - rýchlosť difúzie chemikálie U, konštanta s hodnotou 2x10^-5

Dv - rýchlosť difúzie chemikálie V, konštanta s hodnotou 10^-5

k - rýchlosť premeny chemikálie V na P

F - rýchlosť vháňania chemikálie U zo zásobníka do reaktora, tiež rýchlosť odstraňovania chemikálíi U a V z reaktora.

Na riešenie danej sústavy je použitá numerická - Eulerova metóda.