matlab径向分布函数作图_分子动力学的径向分布函数绘制
这是过冷水之前在工作中的一张图片。这张图片的实际含义是以坐标原点为参考点,距离原点距离x处的小球个数f(x)分布图。这个问题理解起来好容易,统计距离和小球个数的关系,but实际问题是过冷水要处理的是这样的问题
请问请告诉我随意找一个小球为原点,距离其x处的小球个数怎么求?随意找一个小球为原点。距离x处的小球平均个数怎么求?这样的问题在物理中会经常出现,过冷水就带领大家讲复杂问题简单化,1:首先要读取图片,将图片上的圆数据化。2:以半径r进行搜索圆的个数,将整个图片上的原按照r距离划分到不同距离区间中(dr=r/N);3:小球之间统计距离,划分到对应区间中。
代码如下
clc;
clear
image=imread('D:\桌面\小球分布.png');
[height,width,channel]=size(image);%确定输入突变的长宽
rc=sqrt(width^2 height^2)/2;%搜索圆的最大半径
n=60;%划分区间个数
dr=rc/n;%确定半径区间
%检测输入图片上的圆
gray=rgb2gray(image);%灰度化
bw=imbinarize(gray);%二值化
bw_inverse=imcomplement(bw);%二值图像反转,即0变1,1变0
[centers,radius]=imfindcircles(bw_inverse,[5,20]);%检测图像上半径在5~20之间的圆,也可以是其它,看实际情况需要
particle_num=length(radius(:));%统计圆的个数
%计算每个单位圆内的原子个数
[row,col]=size(centers);
num=round(rc/dr);
gr=zeros(num,1);%任意一个粒子为中心,不同半径梯度下的原子个数
fori=1:(row-1)
forj=i 1:row
distance=sqrt((centers(i,1)-centers(j,1))^2 (centers(i,2)-centers(j,2))^2);%计算每两个原子间的距离
ifdistance<=rc%计算
lane=round(distance/dr);%将粒子划分不同梯度内
gr(lane)=gr(lane) 1;%做个数累计
end
end
End
r=nonzeros(linspace(0,sqrt(width^2 height^2),row 1))'
计算得到的r~g(r)就是我们想要的距离和小球个数的统计结果画图可得:
这幅图看上去比较怪不太容易看出来规律,这只是第一问的结果,小球个数也是以每个小球为中心累计统计叠加出来的总的总的结果,那么请问以一个小球问中心其余小球分布到底应该怎么算?这就需要求平均了,怎么说呢?过冷在思考这个问题的时候为了形象理解抽象出了这么一个问题:
2.2个小孩看起来像个笑话。但这就是数学,不知读者能否理解这个2.2,如果这个回答不对,那么准确的回答应该怎么说?在该问题的基础上,过冷水又构思了这么一个问题:
读者只有理解了上述问题才能理解过冷水接下来的操作,在求得的总f(r)基础上除以n(小球个数)
这样我们就得到任意一个小球为圆心距离r处圆内的小球的个数了。在统计中我们更关心的是概率,在r处的找到小球的概率,而不是r处圆内的小球个数。(半径梯度对应的是圆环面积)
程序处理为:[row,col]=size(gr);
percent=zeros(row,1);
fori=1:col
temp=gr(1,i);%不同半径下的单位原内的原子个数
temp=temp/particle_num;
percent(1,i)=temp/(pi*((i*dr)^2-((i-1)*dr)^2));%某一个半径梯度下的局部密度
end
figure1=figure;
axes1=axes('Parent',figure1,'Position',[0.1310905125408940.110.7750.815]);
hold(axes1,'on');
plot(r,percent,'MarkerFaceColor',[00.4470588266849520.74117648601532],'MarkerSize',10,'Marker','o','LineWidth',1,'LineStyle','--');
ylabel('\rho');
xlabel('r');
box(axes1,'on');
hold(axes1,'off');
set(axes1,'FontSize',14,'LineWidth',3);[objectObject]
显然图像规律出来了,这就是过冷水想要的结果。该图像对懂的人来说是很重要的,在追踪物体运动规律的时候都是用分布函数,甚至可以根据分析道路上车流量变换分布情况进行商业交通改进。而对于过冷水,实际过冷水做的是统计三维立体空间的物体之间的分布情况。画的是这样的图像:
该图像对于需要的人是很重要的,过冷水花费了大量时间才攻克该技术,有需要的可以查看独家定制源程序,谢谢大家对我工作的支持,
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