美赛A题基于某NS模型的超车模型Matlab代码新鲜出炉.docx
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美赛A题基于某NS模型的超车模型Matlab代码新鲜出炉
plotbutton=uicontrol（'style','pushbutton',...
'string','Run',...
'fontsize',12,...
'position',[100,400,50,20],...
'callback','run=1;'）;
%definethestopbutton
erasebutton=uicontrol（'style','pushbutton',...
'string','Stop',...
'fontsize',12,...
'position',[200,400,50,20],...
'callback','freeze=1;'）;
%definetheQuitbutton
quitbutton=uicontrol（'style','pushbutton',...
'string','Quit',...
'fontsize',12,...
'position',[300,400,50,20],...
'callback','stop=1;close;'）;
number=uicontrol（'style','text',...
'string','1',...
'fontsize',12,...
'position',[20,400,50,20]）;
%==============================
%CAsetup
n=128;
%initializethearrays
z=zeros（n,n）;
cells=z;
sum=z;
%setafewcellstoone
cells（n/2,.25*n:
.75*n）=1;
cells（.25*n:
.75*n,n/2）=1;
%cells（.5*n-1,.5*n-1）=1;
%cells（.5*n-2,.5*n-2）=1;
%cells（.5*n-3,.5*n-3）=1;
cells=（rand（n,n））<.5;
%howlongforeachcasetostabilityorsimpleoscillators
%buildanimageanddisplayit
imh=image（cat（3,cells,z,z））;
set（imh,'erasemode','none'）
axisequal
axistight
%indexdefinitionforcellupdate
x=2:
n-1;
y=2:
n-1;
%Maineventloop
stop=0;%waitforaquitbuttonpush
run=0;%waitforadraw
freeze=0;%waitforafreeze
while（stop==0）
if（run==1）
%nearestneighborsum
sum（x,y）=cells（x,y-1）+cells（x,y+1）+...
cells（x-1,y）+cells（x+1,y）+...
cells（x-1,y-1）+cells（x-1,y+1）+...
cells（3:
n,y-1）+cells（x+1,y+1）;
%TheCArule
cells=（sum==3）|（sum==2&cells）;
%drawthenewimage
set（imh,'cdata',cat（3,cells,z,z））
%updatethestepnumberdiaplay
stepnumber=1+str2num（get（number,'string'））;
set（number,'string',num2str（stepnumber））
end
if（freeze==1）
run=0;
freeze=0;
end
drawnow%needthisintheloopforcontrolstowork
end
2、SurfaceTension
%Conway'slifewithGUI
clf;clearall
%=============================================
%buildtheGUI
%definetheplotbutton
plotbutton=uicontrol（'style','pushbutton',...
'string','Run',...
'fontsize',12,...
'position',[100,400,50,20],...
'callback','run=1;'）;
%definethestopbutton
erasebutton=uicontrol（'style','pushbutton',...
'string','Stop',...
'fontsize',12,...
'position',[200,400,50,20],...
'callback','freeze=1;'）;
%definetheQuitbutton
quitbutton=uicontrol（'style','pushbutton',...
'string','Quit',...
'fontsize',12,...
'position',[300,400,50,20],...
'callback','stop=1;close;'）;
number=uicontrol（'style','text',...
'string','1',...
'fontsize',12,...
'position',[20,400,50,20]）;
%=============================================
%CAsetup
n=128;
%initializethearrays
z=zeros（n,n）;
cells=z;
sum=z;
%setafewcellstoone
cells（n/2,.25*n:
.75*n）=1;
cells（.25*n:
.75*n,n/2）=1;
%cells（.5*n-1,.5*n-1）=1;
%cells（.5*n-2,.5*n-2）=1;
%cells（.5*n-3,.5*n-3）=1;
cells=（rand（n,n））<.5;
%howlongforeachcasetostabilityorsimpleoscillators
%buildanimageanddisplayit
imh=image（cat（3,cells,z,z））;
set（imh,'erasemode','none'）
axisequal
axistight
%indexdefinitionforcellupdate
x=2:
n-1;
y=2:
n-1;
%Maineventloop
stop=0;%waitforaquitbuttonpush
run=0;%waitforadraw
freeze=0;%waitforafreeze
while（stop==0）
if（run==1）
%nearestneighborsum
sum（x,y）=cells（x,y-1）+cells（x,y+1）+...
cells（x-1,y）+cells（x+1,y）+...
cells（x-1,y-1）+cells（x-1,y+1）+...
cells（3:
n,y-1）+cells（x+1,y+1）+...
cells（x,y）;
%TheCArule
cells=~（（sum<4）|（sum==5））;
%drawthenewimage
set（imh,'cdata',cat（3,cells,z,z））
%updatethestepnumberdiaplay
stepnumber=1+str2num（get（number,'string'））;
set（number,'string',num2str（stepnumber））
end
if（freeze==1）
run=0;
freeze=0;
end
drawnow%needthisintheloopforcontrolstowork
end
3、PercolationCluster
%PercolationCluster
clf
clearall
threshold=.63;
%
ax=axes（'units','pixels','position',[11500400],'color','k'）;
text（'units','pixels','position',[50,255,0],...
'string','BioNB','color','w','fontname','helvetica','fontsize',100）
text（'units','pixels','position',[120,120,0],...
'string','441','color','w','fontname','helvetica','fontsize',100）
initial=getframe（gca）;
[a,b,c]=size（initial.cdata）;
z=zeros（a,b）;
cells=double（initial.cdata（:
:
1）==255）;
visit=z;
sum=z;
imh=image（cat（3,z,cells,z））;
set（imh,'erasemode','none'）
%return
fori=1:
100
sum（2:
a-1,2:
b-1）=cells（2:
a-1,1:
b-2）+cells（2:
a-1,3:
b）+...
cells（1:
a-2,2:
b-1）+cells（3:
a,2:
b-1）+...
cells（1:
a-2,1:
b-2）+cells（1:
a-2,3:
b）+...
cells（3:
a,1:
b-2）+cells（3:
a,3:
b）;
pick=rand（a,b）;
%edgesonly
%cells=（cells&（sum<8））|（（sum>=1）&（pick>=threshold）&（visit==0））;
cells=cells|（（sum>=1）&（pick>=threshold）&（visit==0））;
visit=（sum>=1）;%&（pickset（imh,'cdata',cat（3,z,cells,z））
drawnow
end
return
figure
（2）
image（cat（3,z,cells,z））
4、Excitablemedia（BZreactionorheart）
%CAdriver
%excitablemedia
clf;clearall
n=128;
z=zeros（n,n）;
cells=z;
cells=（rand（n,n））<.1;
%cells（n/2,n*.25:
n*.75）=1;
%cells（n*.25:
n*.75,n/2）=1;
sum=z;
imh=image（cat（3,cells,z,z））;
set（imh,'erasemode','none'）
axisequal
axistight
x=[2:
n-1];y=[2:
n-1];
t=6;%centervalue=6;7makesfastpattern;5analiatingwaves
t1=3;%centervalue=3
fori=1:
1200
sum（x,y）=（（cells（x,y-1）>0）&（cells（x,y-1）0）&（cells（x,y+1）（（cells（x-1,y）>0）&（cells（x-1,y）0）&（cells（x+1,y）（（cells（x-1,y-1）>0）&（cells（x-1,y-1）0）&（cells（x-1,y+1）（（cells（x+1,y-1）>0）&（cells（x+1,y-1）0）&（cells（x+1,y+1）cells=（（cells==0）&（sum>=t1））+...
2*（cells==1）+...
3*（cells==2）+...
4*（cells==3）+...
5*（cells==4）+...
6*（cells==5）+...
7*（cells==6）+...
8*（cells==7）+...
9*（cells==8）+...
0*（cells==9）;
set（imh,'cdata',cat（3,z,cells/10,z））
drawnow
end
5、ForestFire
%CAdriver
%
%forestfire
clf
clearall
n=100;
Plightning=.000005;
Pgrowth=.01;%.01
z=zeros（n,n）;
o=ones（n,n）;
veg=z;
sum=z;
imh=image（cat（3,z,veg*.02,z））;
set（imh,'erasemode','none'）
axisequal
axistight
%burning->empty
%green->burningifoneneigborburningorwithprob=f（lightning）
%empty->greenwithprob=p（growth）
%veg={empty=0burning=1green=2}
fori=1:
3000
%nearbyfires?
sum=（veg（1:
n,[n1:
n-1]）==1）+（veg（1:
n,[2:
n1]）==1）+...
（veg（[n1:
n-1],1:
n）==1）+（veg（[2:
n1],1:
n）==1）;
veg=...
2*（veg==2）-（（veg==2）&（sum>0|（rand（n,n）2*（（veg==0）&rand（n,n）set（imh,'cdata',cat（3,（veg==1）,（veg==2）,z））
drawnow
end
6、Gasdynamics
%CAdriver
%HPP-gas
clearall
clf
nx=52;%mustbedivisibleby4
ny=100;
z=zeros（nx,ny）;
o=ones（nx,ny）;
sand=z;
sandNew=z;
gnd=z;
diag1=z;
diag2=z;
and12=z;
or12=z;
sums=z;
orsum=z;
gnd（1:
nx,ny-3）=1;%rightgroundline
gnd（1:
nx,3）=1;%leftgroundline
gnd（nx/4:
nx/2-2,ny/2）=1;%theholeline
gnd（nx/2+2:
nx,ny/2）=1;%theholeline
gnd（nx/4,1:
ny）=1;%topline
gnd（3*nx/4,1:
ny）=1;%bottomline
%filltheleftside
r=rand（nx,ny）;
sand（nx/4+1:
3*nx/4-1,4:
ny/2-1）=r（nx/4+1:
3*nx/4-1,4:
ny/2-1）<0.3;
%sand（nx/4+1:
3*nx/4-1,ny*.75:
ny-4）=r（nx/4+1:
3*nx/4-1,ny*.75:
ny-4）<0.75;
%sand（nx/2,ny/2）=1;
%sand（nx/2+1,ny/2+1）=1;
imh=image（cat（3,z,sand,gnd））;
set（imh,'erasemode','none'）
axisequal
axistight
fori=1:
1000
p=mod（i,2）;%margolisneighborhood
%upperleftcellupdate
xind=[1+p:
2:
nx-2+p];
yind=[1+p:
2:
ny-2+p];
%Seeifexactlyonediagonalisones
%only（atmost）oneofthefollowingcanbetrue!
diag1（xind,yind）=（sand（xind,yind）==1）&（sand（xind+1,yind+1）==1）&...
（sand（xind+1,yind）==0）&（sand（xind,yind+1）==0）;
diag2（xind,yind）=（sand（xind+1,yind）==1）&（sand（xind,yind+1）==1）&...
（sand（xind,yind）==0）&（sand（xind+1,yind+1）==0）;
%Thediagonalsbothnotoccupiedbytwoparticles
and12（xind,yind）=（diag1（xind,yind）==0）&（diag2（xind,yind）==0）;
%Onediagonalisoccupiedbytwoparticles
or12（xind,yind）=diag1（xind,yind）|diag2（xind,yind）;
%foreverygasparticleseeifitneartheboundary
sums（xind,yind）=gnd（xind,yind）|gnd（xind+1,yind）|...
gnd（xind,yind+1）|gnd（xind+1,yind+1）;
%celllayout:
%x,yx+1,y
%x,y+1x+1,y+1
%If（nowalls）and（diagonalsarebothnotoccupied）
%thenthereisnocollision,somoveoppositecelltocurrentcell
%If（nowalls）and（onlyonediagonalisoccupied）
%thenthereisacollisionsomoveccwcelltothecurrentcell
%If（awall）
%thendon'tchangethecell（causesareflection）
sandNew（xind,yind）=...
（and12（xind,yind）&~sums（xind,yind）&sand（xind+1,yind+1））+...
（or12（xind,yind）&~sums（xind,yind）&sand（xind,yind+1））+...
（sums（xind,yind）&sand（xind,yind））;
sandNew（xind+1,yind）=...
（and12（xind,yind）&~sums（xind,yind）&sand（xind,yind+1））+...
（or12（xind,yind）&~sums（xind,yind）&sand（xind,yind））+...
（sums（xind,yind）&sand（xind+1,yind））;
sandNew（xind,yind+1）=...
（and12（xind,yind）&~sums（xind,yind）&sand（xind+1,yind））+...
（or12（xind,yind）&~sums（xind,yind）&sand（xind+1,yind+1））+...
（sums（xind,yind）&sand（xind,yind+1））;
sandNew（xind+1,yind+1）=...
（and12（xind,yind）&~sums（xind,yin
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