28 января 2011 г.

Математическая программа SMath Studio

Недавно познакомился с одной хорошей CAS-программой для расчётов. Мне нужна была простая в использовании программа, которую можно использовать бесплатно, а также очень хотелось, чтобы программа предоставляла «листовой» пользовательский интерфейс подобно MathCAD. Попросту говоря, мне нужно было немного более чем калькулятор, но как на листе.

В сфере математических пакетов выбрать есть из чего. Вначале я рассматривал варианты выбора из трёх программ: SciLab, wxMaxima, SMath Studio. Последняя подкупает своей простотой и “листовым” интерфейсом.

image

Программа умеет выполнять арифметические операции, имеет тригонометрические функции и булевы операции, умеет строить двухмерные и трехмерные графики, выполнять действия с матрицами, позволяет писать текстовые комментарии и вставлять изображения на лист. Расчеты можно вести как в численной так и символьной форме. Листы расчетов можно печатать с предварительным просмотром.

Из дополнительных возможностей следует упомянуть базовые возможности программирования (цикл и условный переход), которые однако показались мне не удобными, и автоматическая подстановка математического кода на подобие IntelliSense в VisualStudio.

image

Также  присутствует интересная возможность вести многопользовательскую сессию через Интернет – можно работать с расчетами коллективно.

image

Вызывает интерес возможность открывать и сохранять документы в основанном на XML формате современных версий MathCAD (*.xmcd), что является несомненным преимуществом. Есть возможность вывода страниц расчетов в HTML файл.

В меню “Помощь” есть подраздел с интересными примерами и краткий математический справочник.

С точки зрения моих требований к программе – недостатков мало. Покамест к таковым можно причислить не совершенные возможности программирования, работу с единицами измерения, недостаточную документированность. Но автор программы активно работает над ее улучшением, потому можно надеяться на скорейшее улучшение.

Программа разработана для платформы .NET, существуют версии для Windows, Windows Mobile, Linux (на платформе Mono).

Официальный сайт проекта: http://smath.info, автор программы – Андрей Ивашов.

Скачать программу SMath Studio можно со страниц форума разработчика: http://ru.smath.info/forum/default.aspx?g=topics&f=3. Есть возможность выбрать между актуальной стабильной версией и бета-версией.

Попробовать работу программы можно прямо через сайт без установки на компьютер.

Вот такая радость для студента! Почему у меня ее не было, когда я учился?

21 января 2011 г.

Ассоциативная штриховка в AutoCAD

Часто при редактировании чертежа в AutoCAD нам приходится изменять заштрихованные участки чертежа. Дело это весьма утомительное: мало того что нужно изменить линии чертежа, так приходится еще и подгонять штриховку под новые контуры. Иногда из-за это проще просто удалить штриховку, чтобы не мешала, отредактировать чертеж и заштриховать  его заново в окончательном виде. Правда может оказаться, что чертеж будет редактироваться снова и снова, при этом всякий раз нас будет раздражать возня со штриховкой.

Чтобы сделать работу со штриховкой более динамичной, разработчики AutoCAD предусмотрели “умную” штриховку, так называемую ассоциативную штриховку. Ассоциативная штриховка умеет отслеживать свои контуры самостоятельно.

Рассмотрим пример работы с ассоциативной штриховкой.

Создаем штриховку как обычно, нажатием на кнопку штриховки, либо вводом команды _HATCH.

image

Далее перед нашим взглядом предстанет панель Создание штриховки. Для создания ассоциативной штриховки должна быть нажата соответствующая кнопка на панели. По умолчанию AutoCAD создает ассоциативную штриховку.

image

Далее как обычно назначаем  контур штриховки выбором объекта либо указанием точки внутри области, подлежащей заштриховке.

Ассоциативная штриховка может отслеживать свои контуры и автоматически подстраиваться под их измененную геометрию в том случае, если не нарушается целостность полилинии контуров.
Например такое сечение тавра можно изменять масштабированием, поворотом, растяжением, сменой геометрии контуров при помощи управляющих ручек, но при этом не отвлекаться на изменение штриховки.

image

При желании можно отключить свойство ассоциативности для уже созданной штриховки и редактировать контуры штриховки вручную. Также ассоциативность штриховки пропадает, если мы разрываем контур

И вот где собака зарыта!

Даже если мы не разрывали контур заштрихованного объекта, а просто выключили ассоциативность, то включить мы ее уже не сможем.

Кнопка на панели будет деактивирована, а попытка включить ассоциативность через палитру свойств приведет к выдаче предупреждения об ошибке.

image

image

 

Таким образом мы теряем связь штриховки с целевым объектом.

Далее в каждом конкретном случае следует решать, следует ли далее редактировать штриховку за управляющие ручки, добавляя/удаляя и перемещая вершины, преобразуя линии в дугу и наоборот, либо просто удалить штриховку и создать новую.

К сожалению в AutoCAD есть много спорных и неочевидных в использовании возможностей, а иногда просто недоработанных. Не берусь судить о том, к каким из них относятся функции работы с ассоциативной штриховкой, но зная возможности и границы применения той или иной функции можно повысить продуктивность своей работы в AutoCAD.

12 января 2011 г.

Трехмерная модель крылатой ракеты V-1

Недавно в свободное время выполнил 3D модель немецкой крылатой ракеты V-1.

При построении я опирался на эскизный чертеж двигателя Argus и доступные в Интернете рисунки, так что серьезно относиться к этой модели не нужно.

В работе использовал только AutoCAD 2011. Пока что не овладел визуализацией, тем более что имеются большие сомнения в целесообразности выполнения визуализации в AutoCAD, так как для этого есть специальные программы.

My V-1-3

My V-1-4

Больше всего пришлось повозиться с впускной клапанной решеткой двигателя.

My V-1-7

Буду рад желающим вместе поработать над моделью, например как следует визуализировать её.

5 января 2011 г.

Эксперимент по выявлению квантовых эффектов на объектах макроскопического масштаба

Одним из самых интересных научных достижений 2010 года с уверенностью можно считать эксперимент группы ученых из Калифорнийского Университета. Коллектив состоящий из трех человек (Эндрю Клиленда, Джона Мартиниса и Аарона О’Коннела) поставил эксперимент, позволяющий управлять макроскопической механической системой при помощи квантовых воздействий.

Исследователи разработали механизм (Рис. 1), представляющий из себя маленький лепесток, видимый невооруженным взглядом, и приводимый в колебание квантовым воздействием. Сначала они охладили лепесток до низкой температуры, при которой он достиг своего основного квантового состояния (минимального возможного энергетического уровня по законам квантовой механики). Далее они повысили энергию системы посредством передачи ей всего одного кванта энергии, получив исключительно квантово-механическую форму движения. Измерения показали возможность пребывания устройства в двух состояниях одновременно, т.е. таким образом, что лепесток вибрировал с большей и меньшей интенсивностью одновременно – причудливое явление, возможное в рамках столь необычных законов квантовой механики.

1216sp_boy_paddle_1024w
Рисунок 1 - Экспериментальное устройство

Более подробное описание принципа действия и конструкции экспериментальной установки выглядит следующим образом.

Для эксперимента требовалось три вещи: некоторая вибрирующая деталь, т.н. “микромеханический резонатор”, сверхчувствительный измерительный прибор и специальные условия, в которые следовало поместить их.

О’Коннел начал изготавливать резонатор из кремниевой пластинки, взяв за основу используемые в мобильных телефонах резонаторы компании Agilent. Резонатор представляет из себя структуру, содержащую нитрид алюминия, которая может расширяться и сжиматься с высокой частотой в 6 ГГц. Резонатор установлен на электроизоляционной механической подвеске.

Когда был создан резонатор, О’Коннел принялся за измерительное устройство, которое должно быть размещено на той же подложке. Он использовал квантовую электрическую цепь, ранее разработанную Мартинисом на основе фазового кубита.

Нитрид алюминия – пьезоэлектрический материал. Таким образом механическое движение генерирует электрические сигналы, которые должны улавливаться кубитами. При этом для наблюдения квантовых эффектов вся конструкция должна быть охлаждена до столь низкой температуры, при которой квантовый резонатор занимает самое низкое энергетическое состояние – своё основное квантовое состояние.

Сперва благодаря кубиту О’Коннел и коллеги смогли продемонстрировать что они действительно достигли основного квантового состояния резонатора. Далее при помощи внешнего магнитного поля они смогли передавать резонатору отдельную порцию механического движения, сделав первый шаг в сторону квантового управления механическим движением.

Таким образом открываются перспективы создания и сверхчувствительных датчиков механического движения, в частности вибрации, и наиболее прецизионных в управлении механизмов.

Использованные источники:

4 января 2011 г.

Привычная справочная система для AutoCAD 2011

Разработчики из Autodesk решили снабдить AutoCAD 2011 онлайн справочной системой, вместо привычной так называемой CHM справочной системы, представляющей из себя сборку из HTML страниц справки, содержания, предметного указателя и базы для поиска по тексту.

Онлайн справочная система оказалась не достаточно готовой для полноценного использования. Проблемы с производительностью и результативностью поиска по веб-справке досадили многочисленным пользователям AutoCAD. В результате тестирования и жалоб пользователей было принято решение сделать привычную CHM-based справочную систему.

Чтобы пользоваться CHM справочной системой нужно сделать следующее:

  • скачать архив с сайта поддержки продуктов Autodesk
    autocad2011chmhelp.zip;
  • распаковать архив в любой каталог;
  • запустить справочную систему через файл acad181.chm, при желании сделать ярлык на этот файл.
    image

Примечание: поиск по CHM-справке не работает в 64-битной редакции Windows 7.