Simulación de Sistema Continuo: Masa-Resorte

Este proyecto forma parte de las actividades asignadas para la materia "Simulación". Su finalidad es simular el comportamiento de un sistema masa-resorte mediante el uso del método de Euler, que consiste en un procedimiento numérico para resolver ecuaciones diferenciales.

Preparación del Entorno / Dependencias

Para este proyecto se requieren las siguientes dependencias:

• Python >= 3.7
• pip
• ffmpeg (necesario para generar videos)

Para comprobar si tienes las versiones correctas de Python y pip instaladas, puedes usar los siguientes comandos en tu terminal:

python --version
pip --version

Puedes verificar si ffmpeg está instalado correctamente usando el siguiente comando:

ffmpeg -version

Instalación de Dependencias del Proyecto:

El archivo requirements.txt contiene todas las dependencias específicas del proyecto. Para instalarlas, ejecuta el siguiente comando:

pip install -r requirements.txt

Estructura del Proyecto

La estructura del proyecto es la siguiente:

• assets/: imágenes y videos de las simulaciones.
• constants.py: constantes utilizadas en el proyecto.
• euler_mass_spring.py: implementación del método de Euler para el sistema.
• experiments.py: experimentos con diferentes parámetros y visualizaciones.
• mass_spring_system.py: clase que modela el sistema de masa-resorte
• parser.py: procesamiento de los argumentos de la línea de comandos.
• plotter.py: clase que genera gráficas a partir de los datos de las simulaciones.
• run.py: script principal para ejecutar una simulación.
• requirements.txt: dependencias necesarias para ejecutar el proyecto.

Uso

Para correr una instancia de la simulación del sistema masa-resorte debes ejecutar el script run.py con los parámetros proporcionados a través de la línea de comandos. A continuación te explicamos cómo indicar estos parámetros y cómo ejecutar el script.

Parámetros requeridos

• -mass: Masa del sistema.
• -spring_resistance: Resistencia del resorte.
• -friction: Coeficiente de fricción del sistema.
• -force: Fuerza aplicada al sistema.

Parámetros opcionales

• -dt: Intervalo de tiempo para la simulación (por defecto es 0.001).
• -t: Tiempo total de simulación (por defecto es 100).
• -x: Posición inicial del sistema (por defecto es 0).
• -v: Velocidad inicial del sistema (por defecto es 0).

Si quieres saber más sobre cada parámetro y los valores que se usan por defecto, puedes ejecutar el siguiente comando para ver la ayuda del script:

python run.py -h

Ejemplos de uso

A continuación, se presentan algunos ejemplos de cómo podrías usar el script run.py:

python run.py -mass 1.0 -spring_resistance 1.0 -friction 1.0 -force 1.0

Si deseas cambiar el intervalo de tiempo (paso) a 0.01 y el tiempo total de simulación a 200, mientras los demás parámetros se mantienen iguales, debes usar el siguiente comando:

python run.py -mass 1.0 -spring_resistance 1.0 -friction 1.0 -force 1.0 -dt 0.01 -t 200

Reporte

En el archivo 'report.pdf' encontrarás un análisis detallado de los experimentos más interesantes llevados a cabo durante este proyecto, junto con sus respectivas conclusiones y contrastación con soluciones analíticas.

Por otro diferentes archivos multimedia (mp4,gif,png) basados en experimentos ya realizados se encuentran disponibles en la carpeta 'assets'. Algunos ejemplos de ellos son los siguientes: