¿Existe un simulador de física general para el aprendizaje?

Question

¿Existe algún simulador de física completo que pueda utilizar para hacer simulaciones generales con fines de aprendizaje? Por ejemplo:

1. Crea una caja de arena.
2. Llenar con un gas.
3. Cargar un Modelo sólido en 3D como este (pero en 3D) .
4. Llénelo con un líquido denso.
5. Carga de gravedad.
6. Observa, mide y entiende cómo funciona un barómetro.

No es necesario que sea preciso, sólo utilizable, así que supongo que no es imposible. Se trataría de simular y visualizar cualquier tipo de ejercicio que encontrarías en tu libro de física. Sería la madre de las herramientas de aprendizaje. Si no existe, ¿alguien está interesado en programarlo?

Answer 1

¿Existe un simulador de física completo que pueda utilizar para hacer simulaciones generales con fines de aprendizaje?

Cualquier lenguaje de programación completo de Turing. Se requiere algo de ensamblaje. A menudo decimos que todos los modelos son erróneos, por lo que cualquier problema que desee simular está trabajando en algún nivel de abstracción de las leyes físicas más fundamentales. Éstas son generalmente específicas del problema y la razón por la que no deberías esperar que un simulador de física "general" responda a tu pregunta (al menos no en 2012). Incluso si tuvieras unas ecuaciones de gobierno perfectamente correctas, cuando realizas una simulación numérica se introducen inadecuaciones que van desde la pérdida de precisión hasta el cambio total de la dinámica del sistema.

Mi simple sugerencia es buscar en alguna biblioteca de códigos de física. Parece que quieres algo orientado al aprendizaje, de naturaleza bastante abierta, fácil de usar y lo suficientemente potente como para hacer una simulación completa de mecánica de fluidos. Estos requisitos de software son casi ridículamente desalentadores. Para que conste, relajar el requisito de precisión para una simulación de dinámica de fluidos computacional no lo hace fácil.

He aquí un esfuerzo en curso que apoyo firmemente, la Física de Código Abierto:

http://www.compadre.org/osp/

Deberías navegar por sus bibliotecas para encontrar lo que más se acerque a tus necesidades. Hipotéticamente, no hay nada que impida usar su formato (con Java) para escribir una simulación 3D completa, pero debo volver a mi punto de vista de que has subestimado completamente el desafío de esa tarea. Aquí hay algunos resultados de la sección de mecánica de fluidos de su biblioteca:

http://www.compadre.org/osp/search/search.cfm?gs=225&b=1&qc=Compiled%20Simulation

Sospecho que lo encontrará insatisfactorio para sus propósitos. Aquí hay un applet específico que hace una simulación básica de Dinámica Molecular (MD) para un gas en 2D:

http://www.compadre.org/osp/items/detail.cfm?ID=8624

Creo que es un programa fantástico, pero las propiedades del fluido simulado no se ajustan a lo que quieres. Sería posible que reescribieras su código, expandiéndolo a 3D y cambiando las reglas de interacción de las partículas para responder completamente a la pregunta en cuestión. Llevaría mucho trabajo, pero si lo haces, por favor, envía tu código y publica un enlace.

Answer 2

El programa más parecido a la descripción es Phun:

http://phun.en.softonic.com/

Descárgalo, es muy divertido.

Oh, ya veo, quieres el 3D inmediatamente. Lo suficientemente ambicioso como para que no borre mi respuesta.

Actualización, mayo de 2012. Puede intentar descargar la versión de prueba de Wolfram System Modeler,

http://www.wolfram.com/system-modeler/

Answer 3

Como señaló Tobias Kienzler, Algodoo es un buen simulador de física 2D de uso general. Sustituye a Phun que fue mencionado por Luboš Motl en su respuesta.

Answer 4

Si lo haces con fines demostrativos, bastaría con un programa de diseño 3D como Blender.

Answer 5

Openmodelica (googlear imágenes primero para hacerse una idea) es el mejor que he encontrado.

entusiasmado

encontrar a elmer, mason, breve, etc. en Modelización y simulación de PSE

Estos paquetes no son "juguetes 3d", sino que permiten la simulación con restricciones complejas.