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dbb627

荣誉版主 (著名写手)

[资源] matlab生成随机行走网格模拟材料生长

这个板块帖子太少，发一个增加点人气，原始问题见
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=3723739
算法如下：
随机生长的步骤如下：
1) 建立材料生长的初始网格，并设定所有网格材料皆为主相；
2) 定义生长相的生长核分布概率数，Cd，其大小不大于此生长相的体积分数。对系统网格的每个单元采用在(0,1)内均匀分布的随机函数赋随机数，其值若小于Cd，则认为此单元为生长相的一个生长核。其次，对每一个生长核，使其从各个方向上向其周围临近网格单元扩张，生长时，每一个方向上需设定一个方向增长概率数，Di，下标i代表方向。每一个生长核，其周围各个单元均会被赋值一个随机数，其值若不大于该方向上的方向增长概率数，则此单元同样成为一个新的生长相。
3）重复步骤二直至此生长相的体积分数到达其给定值。
原帖给的程序不完整，这里重写，并优化了

CODE:

function growth

%作者：dbb627 

%2011.10.27

%======设定初值=============

clc;clear;

rand('state',0);

set(gcf,'DoubleBuffer','on');%消除振动

Cd=0.01;%生长核分布概率数

Vr=0.3;%生长相的体积分数

global kn

kn=500;

p=[1/8 1/8 1/8 1/8 1/4 1/4 1/4 1/4];%方向增长概率数

A=rand(kn,kn);%初始网格kn×kn

A(find(A<=Cd))=0;%黑色，生长核

A(find(A>Cd))=1;%白色

imshow(A,'InitialMagnification','fit')%初始图像

k=0;%迭代步骤

N=kn*kn;%格点数

[x,y]=find(A==0);%生长核脚标

Ixy=sub2ind([kn,kn],x,y); % 转化脚标为索引

gn=length(Ixy);%生长核计数

Vs=gn/N;       %体积分数

ti=title(['time = 0 体积分数=',num2str(Vs)],'Fontsize',14,'Fontname','Times new roman'); % 在图题处实时显示时间

%===========================

while Vs
    xL=x-1;xR=x+1;

    xL(xL==0)=1;% 对近邻进行边界条件处理

    xR(xR==kn+1)=kn;% 对近邻进行边界条件处理

    yD=y-1;yU=y+1;

    yD(yD==0)=1;% 对近邻进行边界条件处理

    yU(yU==kn+1)=kn;% 对近邻进行边界条件处理

    InE=sub2ind([kn,kn],xR,y); % 右方转化脚标为索引

    InS=sub2ind([kn,kn],x,yD); % 下方转化脚标为索引

    InW=sub2ind([kn,kn],xL,y); % 左方转化脚标为索引

    InN=sub2ind([kn,kn],x,yU); % 上方转化脚标为索引

    InEN=sub2ind([kn,kn],xR,yU); % 右上方转化脚标为索引

    InES=sub2ind([kn,kn],xR,yD); % 右下方转化脚标为索引

    InWS=sub2ind([kn,kn],xL,yD); % 左下方转化脚标为索引

    InWN=sub2ind([kn,kn],xL,yU); % 左上方转化脚标为索引

     %===用函数的方法写八个方向的生长迭代===== 

          [A,Ixy]=growthmod(InE,Ixy,p(5),A);  

          [A,Ixy]=growthmod(InS,Ixy,p(6),A);

          [A,Ixy]=growthmod(InW,Ixy,p(7),A);

          [A,Ixy]=growthmod(InN,Ixy,p(8),A);

          [A,Ixy]=growthmod(InEN,Ixy,p(1),A);

          [A,Ixy]=growthmod(InES,Ixy,p(2),A);

          [A,Ixy]=growthmod(InWS,Ixy,p(3),A);

          [A,Ixy]=growthmod(InWN,Ixy,p(4),A);

  %==========做图========    

    [x,y]=find(A==0);

    Ixy=sub2ind([kn,kn],x,y);

    gn=length(Ixy);

    Vs=gn/N %体积分数

    k=k+1

    pause(0.1)

    imshow(A,'InitialMagnification','fit')%更新图像

    title(['time = ',num2str(k),'体积分数=',num2str(Vs)],'Fontsize',14,'Fontname','Times new roman'); % 更新时间参数

end

function [A,Ixy]=growthmod(Ind1,Indxy,p,A)

%Ind1 当前方向索引

%,Indxy 当前生长核索引的

%p 当前方向的概率值

%A 当前的生长矩阵

global kn

    CInE=setdiff(Ind1,Indxy);%提取非生长核边界格点索引

    En=rand(1,length(CInE));%各个单元均会被赋值一个随机数

    [i,j]=find(En<=p);%大于该方向上的方向增长概率数，则此单元同样成为一个新的生长相

    pE=sub2ind([1,length(CInE)],i,j);%新的生长相索引的下标

    A(CInE(pE))=0; %更新生长矩阵

    [x,y]=find(A==0);%更新生长核坐标

    Ixy=sub2ind([kn,kn],x,y);%更新生长核索引

生长动画

[ Last edited by dbb627 on 2011-10-27 at 10:19 ]

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1楼2011-10-27 09:20:06

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cxguo

新虫 (正式写手)

应助: 0 (幼儿园)
金币: 1454
帖子: 382
在线: 388.4小时
虫号: 1071334

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引用回帖:

1楼: Originally posted by dbb627 at 2011-10-27 09:20:06:
这个板块帖子太少，发一个增加点人气，原始问题见
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=3723739
算法如下：
随机生长的步骤如下：
1) 建立材料生长的初始网格，并设定所有网格材料皆为主相； ...

楼主高手啊，请教以下可以用Matalab画原子生长模拟图不？三位岛状生长的。