added all files reserch

12gdef.py

@@ -0,0 +1,122 @@
+import numpy as np
+import matplotlib.pyplot as plt
+from matplotlib import cm
+
+def initialize_trapezoid_simulation(depth_max, length_bottom, length_top, T_initial, dz_dx=0.1):
+    """
+    Создает заготовку для 2D-моделирования теплопереноса в трапециевидном грунтовом массиве.
+    
+    :param depth_max: Максимальная глубина (Z_MAX), м.
+    :param length_bottom: Ширина трапеции на дне (при Z_MAX), м.
+    :param length_top: Ширина трапеции на поверхности (при Z=0), м.
+    :param T_initial: Начальная равномерная температура грунта, °C.
+    :param dz_dx: Размер ячейки сетки (DX = DZ), м.
+    :return: Словарь с инициализированными данными (Temperature, Mask, Coordinates).
+    """
+    
+    # 1. Определение параметров сетки
+    DX = DZ = dz_dx
+    
+    N_Z = int(depth_max / DZ) + 1
+    N_X = int(length_bottom / DX) + 1
+
+    # 2. Инициализация и геометрическая маска
+    
+    # Создаем 2D-массив температуры, заполненный начальной температурой T_initial
+    Temperature = np.full((N_Z, N_X), T_initial, dtype=float)
+    
+    # Создаем булеву маску для определения области трапеции
+    mask = np.full((N_Z, N_X), False)
+
+    for i in range(N_Z):
+        depth_i = i * DZ
+        
+        # Линейное изменение ширины по глубине Z
+        # W(Z) = L_bottom - (L_bottom - L_top) * (1 - Z/Z_MAX)
+        W_z = length_bottom - (length_bottom - length_top) * (1 - depth_i / depth_max)
+        
+        # Центрирование: отступ слева
+        offset_x = (length_bottom - W_z) / 2
+        
+        # Индексы X, которые попадают в трапецию
+        start_j = int(offset_x / DX)
+        end_j = int((length_bottom - offset_x) / DX)
+        
+        # Заполняем маску для текущей глубины
+        start_j = max(0, start_j)
+        end_j = min(N_X, end_j)
+        mask[i, start_j:end_j] = True
+        
+    # Применяем маску: области вне трапеции помечаются как NaN (для визуализации)
+    Temperature[~mask] = np.nan
+    
+    # 3. Визуализация Дня 0
+    
+    X_COORD = np.linspace(0, length_bottom, N_X)
+    Z_COORD = np.linspace(-depth_max, 0, N_Z)
+
+    fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 5))
+    fig.suptitle(f'Начальное состояние моделирования (День 0)', fontsize=14)
+
+    # Настройка цветовой карты для NaN
+    cmap_base = plt.colormaps['RdYlBu'] 
+    cmap_custom = cmap_base.copy() 
+    cmap_custom.set_bad('lightgray')
+
+    im = ax.imshow(Temperature, 
+                   extent=[0, length_bottom, -depth_max, 0], 
+                   origin='upper', 
+                   cmap=cmap_custom, 
+                   aspect='auto', 
+                   vmin=T_initial - 1,  # Устанавливаем Vmin/Vmax для старта
+                   vmax=T_initial + 1)
+    
+    # Наложение контура трапеции
+    ax.contour(X_COORD, Z_COORD, mask.astype(int), levels=[0.5], colors='k', linewidths=1.5, linestyles='--')
+    
+    ax.set_title(f'Начальная температура: {T_initial:.1f} °C')
+    ax.set_xlabel('Длина (X), м')
+    ax.set_ylabel('Глубина (Z), м')
+
+    cbar = fig.colorbar(im, ax=ax, orientation='vertical', fraction=0.04, pad=0.04)
+    cbar.set_label('Температура, °C')
+    
+    plt.tight_layout()
+    plt.show()
+    
+    # 4. Возврат данных для дальнейших расчетов
+    return {
+        'Temperature_Initial': Temperature,
+        'Mask': mask,
+        'DX': DX,
+        'DZ': DZ,
+        'N_X': N_X,
+        'N_Z': N_Z
+    }
+
+# ----------------------------------------------------------------------
+## 🚀 Пример использования
+# ----------------------------------------------------------------------
+
+# ВХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ:
+MAX_DEPTH = 2.0         # Глубина 2 м
+WIDTH_BOTTOM = 22.0     # Ширина на дне 22 м
+WIDTH_TOP = 10.0        # Ширина на поверхности 10 м
+INITIAL_TEMP = 5.0      # Начальная температура грунта 5 °C
+CELL_SIZE = 0.1         # Размер ячейки 10 см
+
+# Выполнение инициализации и визуализация
+initial_data = initialize_trapezoid_simulation(
+    depth_max=MAX_DEPTH, 
+    length_bottom=WIDTH_BOTTOM, 
+    length_top=WIDTH_TOP, 
+    T_initial=INITIAL_TEMP,
+    dz_dx=CELL_SIZE
+)
+
+print("\n--- Сводка по инициализации ---")
+print(f"Размеры сетки (Z x X): {initial_data['N_Z']} x {initial_data['N_X']}")
+print(f"Размер ячейки: {initial_data['DX']} м")
+
+# Теперь initial_data можно передать в цикл моделирования 
+# (который мы создавали ранее), чтобы начать расчеты.