minor additions
This commit is contained in:
parent
c140567e0c
commit
446c8d9a6e
@ -1,28 +1,13 @@
|
|||||||
|
|
||||||
/*
|
|
||||||
Рассчитывает глубину провала по времени падения камня и прихода звука.
|
|
||||||
|
|
||||||
@param T измеренное полное время (с)
|
|
||||||
@param m масса камня (кг)
|
|
||||||
@param d диаметр камня (м) (предполагается сферическая форма)
|
|
||||||
@param rho плотность воздуха (кг/м³), по умолчанию 1.2
|
|
||||||
@param c скорость звука (м/с), по умолчанию 340.0
|
|
||||||
@param g ускорение свободного падения (м/с²), по умолчанию 9.81
|
|
||||||
@param Cd коэффициент лобового сопротивления, по умолчанию 0.5
|
|
||||||
@param epsilon относительная точность (м), по умолчанию 1e-3
|
|
||||||
@param maxIter максимальное число итераций, по умолчанию 20
|
|
||||||
@return глубина h (м), или null если расчёт не сошёлся
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
fun calculateDepth(
|
fun calculateDepth(
|
||||||
T: Real,
|
T: Real,
|
||||||
m: Real,
|
m: Real,
|
||||||
d: Real,
|
d: Real,
|
||||||
rho: Real = 1.2,
|
rho: Real = 1.2,
|
||||||
c: Real = 340.0,
|
c: Real = 340.0,
|
||||||
g: Real = 9.81,
|
g: Real = 9.81,
|
||||||
Cd: Real = 0.5,
|
Cd: Real = 0.5,
|
||||||
epsilon: Real = 1e-3,
|
eps: Real = 1e-3,
|
||||||
maxIter: Int = 20
|
maxIter: Int = 100
|
||||||
): Real? {
|
): Real? {
|
||||||
// Площадь миделя
|
// Площадь миделя
|
||||||
val r = d / 2.0
|
val r = d / 2.0
|
||||||
@ -36,69 +21,56 @@ fun calculateDepth(
|
|||||||
|
|
||||||
// Функция времени падения с высоты h
|
// Функция времени падения с высоты h
|
||||||
fun tFall(h: Real): Real {
|
fun tFall(h: Real): Real {
|
||||||
|
// Для численной стабильности при больших h используем логарифмическую форму
|
||||||
val arg = exp(g * h / (vTerm * vTerm))
|
val arg = exp(g * h / (vTerm * vTerm))
|
||||||
// arcosh(x) = ln(x + sqrt(x^2 - 1))
|
// arcosh(x) = ln(x + sqrt(x^2 - 1))
|
||||||
val arcosh = ln(arg + sqrt(arg * arg - 1.0))
|
val arcosh = ln(arg + sqrt(arg * arg - 1.0))
|
||||||
return vTerm / g * arcosh
|
return vTerm / g * arcosh
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// Производная времени падения по h
|
// Полное расчётное время
|
||||||
fun dtFall_dh(h: Real): Real {
|
|
||||||
val expArg = exp(2.0 * g * h / (vTerm * vTerm))
|
|
||||||
return 1.0 / (vTerm * sqrt(expArg - 1.0))
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Полное расчётное время T_calc(h) = tFall(h) + h/c
|
|
||||||
fun Tcalc(h: Real): Real = tFall(h) + h / c
|
fun Tcalc(h: Real): Real = tFall(h) + h / c
|
||||||
|
|
||||||
// Производная T_calc по h
|
// Находим интервал, содержащий корень
|
||||||
fun dTcalc_dh(h: Real): Real = dtFall_dh(h) + 1.0 / c
|
// Нижняя граница: глубина не может быть отрицательной
|
||||||
|
var lo = 0.0
|
||||||
// Начальное приближение (без сопротивления)
|
// Верхняя граница: сначала попробуем оценку по свободному падению (без звука)
|
||||||
val term = 1.0 + g * T / c
|
var hi = 0.5 * g * T * T // максимальная глубина, если бы не было сопротивления и звука
|
||||||
val sqrtTerm = sqrt(1.0 + 2.0 * g * T / c)
|
// Уточним hi, чтобы Tcalc(hi) было заведомо больше T
|
||||||
var h = (c * c / g) * (term - sqrtTerm)
|
while (Tcalc(hi) < T && hi < 1e4) {
|
||||||
|
hi *= 2.0
|
||||||
// Проверка на валидность начального приближения
|
|
||||||
if (h.isNaN() || h <= 0.0) {
|
|
||||||
// Если формула дала некорректный результат, используем оценку по свободному падению
|
|
||||||
h = 0.5 * g * T * T // грубая оценка, всё равно будет уточняться
|
|
||||||
if (h.isNaN() || h <= 0.0) return null
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
// Проверка, что hi достаточно велико
|
||||||
|
if (Tcalc(hi) < T) return null // слишком большая глубина, не укладываемся в разумное
|
||||||
|
|
||||||
// Итерации Ньютона
|
// Бисекция
|
||||||
var iter = 0
|
var iter = 0
|
||||||
while (iter < maxIter) {
|
var h = (lo + hi) / 2.0
|
||||||
|
while (iter < maxIter && (hi - lo) > eps) {
|
||||||
val f = Tcalc(h) - T
|
val f = Tcalc(h) - T
|
||||||
val df = dTcalc_dh(h)
|
if (abs(f) < eps) break
|
||||||
|
if (f > 0) {
|
||||||
// Если производная близка к нулю, выходим
|
hi = h
|
||||||
if (abs(df) < 1e-12) return null
|
} else {
|
||||||
|
lo = h
|
||||||
val hNew = h - f / df
|
|
||||||
|
|
||||||
// Проверка сходимости
|
|
||||||
if (abs(hNew - h) < epsilon) {
|
|
||||||
return hNew
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
h = (lo + hi) / 2.0
|
||||||
h = hNew
|
|
||||||
iter++
|
iter++
|
||||||
println("iter: $iter: $h")
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// Не сошлось за maxIter
|
return h
|
||||||
return null
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// Пример использования
|
// Пример: T=12 секунд
|
||||||
val T = 6.0 // секунды
|
val T = 26.0
|
||||||
val m = 1.0 // кг
|
val m = 1.0 // кг
|
||||||
val d = 0.1 // м (10 см)
|
val d = 0.1 // м
|
||||||
|
|
||||||
val depth = calculateDepth(T, m, d)
|
val depth = calculateDepth(T, m, d)
|
||||||
if (depth != null) {
|
if (depth != null) {
|
||||||
println("Глубина: %.2f м"(depth))
|
println("Глубина: %.2f м"(depth))
|
||||||
} else {
|
// Для проверки выведем теоретическое время при найденной глубине
|
||||||
println("Расчёт не сошёлся")
|
// (можно добавить функцию для самопроверки)
|
||||||
}
|
} else {
|
||||||
|
println("Расчёт не сошёлся")
|
||||||
|
}
|
||||||
@ -284,6 +284,31 @@ class DecimalModuleTest {
|
|||||||
)
|
)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
fun testDecimalTruncateToTwoFractionDigitsViaGlobalRound() = runTest {
|
||||||
|
val scope = Script.newScope()
|
||||||
|
scope.eval(
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
import lyng.decimal
|
||||||
|
|
||||||
|
fun trunc2(x: Decimal): Decimal {
|
||||||
|
val scaled = x * 100.d
|
||||||
|
val whole = if (scaled >= 0.d) {
|
||||||
|
floor(scaled) as Decimal
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
ceil(scaled) as Decimal
|
||||||
|
}
|
||||||
|
whole / 100.d
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
assertEquals("12.34", trunc2("12.349".d).toStringExpanded())
|
||||||
|
assertEquals("12.34", trunc2("12.340".d).toStringExpanded())
|
||||||
|
assertEquals("-12.34", trunc2("-12.349".d).toStringExpanded())
|
||||||
|
assertEquals("-12.34", trunc2("-12.340".d).toStringExpanded())
|
||||||
|
""".trimIndent()
|
||||||
|
)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
@Test
|
@Test
|
||||||
fun testDecimalMathHelpersFallbackThroughRealTemporarily() = runTest {
|
fun testDecimalMathHelpersFallbackThroughRealTemporarily() = runTest {
|
||||||
val scope = Script.newScope()
|
val scope = Script.newScope()
|
||||||
|
|||||||
Loading…
x
Reference in New Issue
Block a user