API tools faq
paste
Advertisement
Guest User

for Lexa

a guest
Apr 17th, 2018
98
0
Never
Add comment
Not a member of Pastebin yet? Sign Up, it unlocks many cool features!
Python 14.02 KB | None | 0 0
raw download clone embed print report
  1. # necessary in order to compile this script to .exe
  2. from matplotlib import use as matplotlib_use
  3. matplotlib_use("QT5Agg")
  4.  
  5. import os
  6. import sys
  7. import numpy
  8. import decimal
  9. from numpy import log10, sqrt, power, exp, log
  10. from decimal import Decimal
  11.  
  12. from PyQt5.QtWidgets import *
  13. from PyQt5.QtGui import QFont
  14. from PyQt5 import QtCore
  15.  
  16. from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg
  17. from matplotlib import pyplot as plt
  18. from matplotlib.figure import Figure
  19.  
  20. decimal.getcontext().prec = 100
  21.  
  22. class InputField:
  23.     def __init__(self, text, coeffSI, left_bound = None, right_bound = None):
  24.         self.text = text
  25.         self.coeffSI = Decimal(coeffSI)
  26.         self.left_bound = left_bound
  27.         self.right_bound = right_bound
  28.  
  29. inputFields = {
  30.     'Epsilon' : InputField('Шероховатость трубопровода, мм', 1e-3, 0.001, 10),
  31.     'Q' : InputField('Объемная скорость потока, м^3 / c', 1.0, 0.001, 1000),
  32.     'd' : InputField('Диаметр трубопровода, мм', 1e-3, 1, 2000),
  33.     'v_n' : InputField('Вязкость нефти, сСт', 1e-6),
  34.  
  35.     'v_p' : InputField('Вязкость присадки, сСт', 1e-6),
  36.     'V_por' : InputField('Пороговая скорость, м / с', 1.0, 0.0001, 0.3),
  37.  
  38.     'c_left_bound' : InputField('Начальная концентрация, ppm', 1e-6, 0, 350),
  39.     'c_right_bound' : InputField('Конечная концентрация, ppm', 1e-6, 0, 350),
  40.     'c_points_count' : InputField('Количество точек построения', 1.0, 3, 1000),
  41.     'k_left' : InputField('начальный коэффициент концентрации присадки', 1.0),
  42.     'k_right' : InputField('конечный коэффициент концентрации присадки', 1.0),
  43.  
  44.     'concentration_coefficient' : InputField('Коэффициент Z', 1.0, 1, 2e5),
  45. }
  46.  
  47. class Equation:
  48.  
  49.     def __init__(self):
  50.         self.Epsilon = 0
  51.         self.Q = 0
  52.         self.d = 0
  53.         self.v_n = 0
  54.         self.k = 0
  55.  
  56.         self.v_p = 0
  57.         self.V_por = 0
  58.  
  59.         self.c_left_bound = 0
  60.         self.c_right_bound = 0
  61.         self.c_points_count = 0
  62.         self.k_left = 0
  63.         self.k_right = 0
  64.  
  65.         self.lambda_left_bound = Decimal(1e-20)
  66.         self.lambda_right_bound = Decimal(1)
  67.         self.lambda_bruteforce_step = Decimal(1e-4)
  68.  
  69.         self.bin_search_max_operations = 100
  70.         self.bin_search_precision = Decimal(1e-8)
  71.  
  72.     def outOfBounds(self, value, field):
  73.         conditionLeft = conditionRight = False
  74.         if (field.left_bound):
  75.             left_bound = Decimal(field.left_bound)
  76.             conditionLeft = value < left_bound and abs(value - left_bound) > 1e-10
  77.  
  78.         if (field.right_bound):
  79.             right_bound = Decimal(field.right_bound)
  80.             conditionRight = value > right_bound and abs(value - right_bound) > 1e-10
  81.  
  82.         return conditionLeft or conditionRight
  83.  
  84.     def setData(self, name, textValue):
  85.         try:
  86.             field = inputFields[name]
  87.             assert(field)
  88.             value = Decimal(textValue.replace(',', '.'))
  89.             if self.outOfBounds(value, field):
  90.                 raise ValueError()
  91.             setattr(self, name, value * field.coeffSI)
  92.  
  93.         except AssertionError:
  94.             raise Exception('Wrong field "{0}" in function Equation.setData() \n Сообщите программистам об ошибке'.format(name))
  95.         except decimal.InvalidOperation:
  96.             raise Exception('Некорректные данные в поле "{0}" \n' \
  97.                 'Допускаются цифры и точка либо запятая в качестве разделителя'.format(field.text))
  98.         except ValueError:
  99.             raise Exception('Значение в поле "{0}" должно лежать в пределах от {1} до {2}'.format(field.text, field.left_bound, field.right_bound))
  100.  
  101.     def left_log(self, x):
  102.         if self.concentration_coefficient < Decimal(1e-10):
  103.             return Decimal(1)
  104.         x = Decimal(x)
  105.         base = (Decimal(2.8) * self.V_por) / (self.V * Decimal(sqrt(x)))
  106.         p = self.beta / Decimal(5.75)
  107.         return Decimal(power(base, p))
  108.  
  109.     def right_log(self, x):
  110.         return Decimal(2.51) / (self.Re * Decimal(sqrt(x))) + self.Epsilon / (Decimal(3.7) * self.d)
  111.  
  112.     def right_side(self, x):
  113.         #return Decimal(-2.0) * Decimal(log10(self.left_log(x) * self.right_log(x)))
  114.         return Decimal(0.88) * Decimal(log10(Decimal(self.k) * self.Re * Decimal(sqrt(x)))) - Decimal(3.745)
  115.  
  116.     def left_side(self, x):
  117.         return Decimal(1) / Decimal(sqrt(x))
  118.  
  119.     def brute_force_lambda(self):
  120.         min_diff = 1e10
  121.         min_lambda = -1;
  122.         for i in numpy.arange(self.lambda_left_bound, self.lambda_right_bound, self.lambda_bruteforce_step):
  123.             cur_diff = abs(self.left_side(i) - self.right_side(i))
  124.             if (min_diff > cur_diff):
  125.                 min_diff = cur_diff
  126.                 min_lambda = i
  127.         return min_lambda
  128.  
  129.     def bin_search_lambda(self):
  130.         L, R = self.lambda_left_bound, self.lambda_right_bound
  131.         coeffL = self.left_side(L) - self.right_side(L)
  132.         coeffR = self.left_side(R) - self.right_side(R)
  133.  
  134.         coeffL /= abs(coeffL)
  135.         coeffR /= abs(coeffR)
  136.         iterations = 0
  137.  
  138.         if coeffL * coeffR > 0:
  139.             return self.brute_force_lambda()
  140.  
  141.         while iterations < self.bin_search_max_operations and abs(L - R) > self.bin_search_precision:
  142.             iterations += 1
  143.             mid = (L + R) / Decimal(2.0);
  144.  
  145.             if coeffL * (self.left_side(mid) - self.right_side(mid)) > 0.0:
  146.                 L = mid
  147.             else:
  148.                 R = mid
  149.  
  150.         return L
  151.  
  152.     def showPlot(self, progressBar):
  153.         CC_array = []
  154.         lambda_array = []
  155.         DR_array = []
  156.  
  157.         c_step = (self.c_right_bound - self.c_left_bound) / (self.c_points_count - 1)
  158.         self.V = Decimal(4.0) * self.Q / (Decimal(numpy.pi) * self.d * self.d)
  159.         self.Re = self.V * self.d / self.v_n
  160.         self.beta = 0
  161.  
  162.         # k_left, k_right = self.k_left, self.k_right
  163.         self.k = self.k_left
  164.         lambda_0 = self.bin_search_lambda()
  165.         progressBar.setRange(self.k, self.k_right)
  166.  
  167.         while(self.k <= self.k_right):
  168.             if progressBar.wasCanceled():
  169.                 return
  170.             progressBar.setValue(int(self.k))
  171.  
  172.             c_p = self.c_left_bound #c_step * Decimal(iteration)
  173.             c_n = Decimal(1) - c_p
  174.  
  175.             # пересчет вязкости раствора при по формуле Вальтера
  176.             K = Decimal(0.8)
  177.             sum = c_n * log10(log10(K + self.v_n / inputFields['v_n'].coeffSI)) + c_p * log10(log10(K + self.v_p / inputFields['v_p'].coeffSI))
  178.             v_r = power(Decimal(10), power(Decimal(10), sum)) - K
  179.             v_r = v_r * inputFields['v_n'].coeffSI
  180.  
  181.             # if (c_p > 1e-8):
  182.             #     nu = (v_r - self.v_n) / (self.v_n * c_p)
  183.             #     tay = Decimal(8.31 * 293) / Decimal(1e6) / nu
  184.             #     print(sqrt(tay / Decimal(1000)))
  185.  
  186.             # число Рейнольдса
  187.             self.Re = self.V * self.d / v_r
  188.             self.beta = self.concentration_coefficient * c_p * Decimal(100) # умножаем на 100, т.к. в формуле СС в процентах
  189.  
  190.             CC_array.append(self.k)
  191.             lambda_array.append(self.bin_search_lambda())
  192.             DR_array.append(100 * (1 - lambda_array[-1] / lambda_0))
  193.             self.k = self.k + 1
  194.             # print('{} {}'.format(CC_array[-1], lambda_array[-1]))
  195.  
  196.         fig, ax1 = plt.subplots()
  197.         ax1.plot(CC_array, lambda_array, 'b')
  198.         ax1.set_xlabel('Коэффициент k(в новой формуле)')
  199.         ax1.set_ylabel('Коэффициент трения', color='b')
  200.         ax1.tick_params('y', colors='b')
  201.  
  202.         ax1.grid(True)
  203.  
  204.         # ax2 = ax1.twinx()
  205.         # ax2.plot(CC_array, DR_array, 'r')
  206.         # ax2.set_ylabel('Гидравлическая эффективность присадки, %', color='r')
  207.         # ax2.tick_params('y', colors='r')
  208.  
  209.         # ax2.grid(True)
  210.  
  211.         fig.tight_layout()
  212.         plt.show(block=False)
  213.  
  214. class Example(QWidget):
  215.  
  216.     def __init__(self):
  217.         super().__init__()
  218.  
  219.         self.edits = {}
  220.         self.currentY = 0
  221.         self.initUI()
  222.  
  223.     def addLabelEditWidget(self, name):
  224.         label = QLabel(self)
  225.         label.setText(inputFields[name].text)
  226.         label.setFont(QFont("Times", 15))
  227.  
  228.         edit = QLineEdit(self)
  229.         self.edits[name] = edit
  230.  
  231.         self.layout().addWidget(label, self.currentY, 0)
  232.         self.layout().addWidget(edit, self.currentY, 1)
  233.         self.currentY += 1
  234.  
  235.     def addBlockCaption(self, text):
  236.         label = QLabel(self)
  237.         label.setText(text)
  238.         label.setFont(QFont("Times", 13, QFont.Bold))
  239.  
  240.         self.layout().addWidget(label, self.currentY, 0)
  241.         self.currentY += 1
  242.  
  243.     def addFormula(self, formula, _fontsize, _x, _horizonalalignment, _verticalalignment):
  244.         bg = self.palette().window().color()
  245.         cl = (bg.redF(), bg.greenF(), bg.blueF())
  246.         fig = Figure(edgecolor=cl, facecolor=cl)
  247.  
  248.         canvas = FigureCanvasQTAgg(fig)
  249.         self.layout().addWidget(canvas, self.currentY, 0, self.currentY, 0)
  250.         self.currentY += 1
  251.  
  252.         fig.clear()
  253.         fig.suptitle(
  254.             formula,
  255.             fontsize = _fontsize,
  256.             x=_x,
  257.             horizontalalignment=_horizonalalignment,
  258.             verticalalignment=_verticalalignment)
  259.         canvas.draw()
  260.  
  261.     def addDescription(self):
  262.         main_formula = (
  263.             r'$\dfrac{1}{\lambda} = '
  264.             r'-2 \log_{10}  \left[ \left( \frac{2.8\ V_{пор}^*}{V \sqrt{\lambda}} \right) ^ {\beta\ /\ 5.75}'
  265.             r'\left( \frac{2.51}{Re \sqrt{\lambda}} + \frac{\Delta_э}{3.7 d} \right) \right]$'
  266.         )
  267.  
  268.         self.addFormula(main_formula, 14, 0.5, 'center', 'top')
  269.  
  270.         legend_formula = (
  271.             r'$\lambda$ - коэффициент трения'
  272.             '\n'
  273.             r'$V_{пор}^*$ - пороговая динамическая скорость'
  274.             '\n'
  275.             r'$V$ - средняя скорость движения жидкости в трубопроводе'
  276.             '\n'
  277.             r'$Re$ - число Рейнольдса'
  278.             '\n'
  279.             r'$d$ - диаметр трубопровода'
  280.             '\n'
  281.             r'$\Delta_э$ - шероховатость трубопровода'
  282.             '\n'
  283.             r'$\beta = Z * C$, где C - объемная концентрация присадки'
  284.         )
  285.  
  286.         self.addFormula(legend_formula, 11, 0, 'left', 'top')
  287.  
  288.     def initUI(self):
  289.  
  290.         grid = QGridLayout(self)
  291.         grid.setSpacing(4)
  292.         grid.setRowMinimumHeight(0, 60)
  293.         grid.setRowMinimumHeight(1, 170)
  294.  
  295.         self.setLayout(grid)
  296.         self.addDescription()
  297.  
  298.         self.addBlockCaption('Параметры трубопровода')
  299.         self.addLabelEditWidget('Epsilon')
  300.         self.addLabelEditWidget('Q')
  301.         self.addLabelEditWidget('d')
  302.         self.addLabelEditWidget('v_n')
  303.         # self.addLabelEditWidget('k')
  304.  
  305.         self.currentY += 1
  306.  
  307.         self.addBlockCaption('Параметры присадки')
  308.         self.addLabelEditWidget('v_p')
  309.         self.addLabelEditWidget('V_por')
  310.         self.addLabelEditWidget('concentration_coefficient')
  311.  
  312.         self.currentY += 1
  313.  
  314.         self.addBlockCaption('Параметры графика')
  315.         self.addLabelEditWidget('c_left_bound')
  316.         self.addLabelEditWidget('c_right_bound')
  317.         self.addLabelEditWidget('c_points_count')
  318.         self.addLabelEditWidget('k_left')
  319.         self.addLabelEditWidget('k_right')
  320.  
  321.         # # Initial values
  322.  
  323.         self.edits['Epsilon'].setText('0.1')
  324.         self.edits['Q'].setText('1.425')
  325.         self.edits['d'].setText('1067')
  326.         self.edits['v_n'].setText('12.2')
  327.         # self.edits['k'].setText('28')
  328.  
  329.         self.edits['v_p'].setText('1700')
  330.         self.edits['V_por'].setText('0.03')
  331.         self.edits['concentration_coefficient'].setText('3000')
  332.  
  333.         self.edits['c_left_bound'].setText('0')
  334.         self.edits['c_right_bound'].setText('150')
  335.         self.edits['c_points_count'].setText('30')
  336.         self.edits['k_left'].setText('28')
  337.         self.edits['k_right'].setText('321')
  338.  
  339.         # # Buttons
  340.  
  341.         btn = QPushButton('Построить график', self)
  342.         btn.clicked.connect(self.showDialog)
  343.         self.layout().addWidget(btn, self.currentY, 0, self.currentY, 0)
  344.  
  345.         self.setWindowTitle('Применение противотурбулентных присадок')
  346.         self.resize(510, 400)
  347.         self.show()
  348.         self.center()
  349.  
  350.     def exception(self, text):
  351.         self.msg = QMessageBox.about(self, "Ошибка", text)
  352.  
  353.     def showDialog(self):
  354.         try:
  355.             eq = Equation()
  356.             for key in inputFields.keys():
  357.                 eq.setData(key, self.edits[key].text())
  358.  
  359.             progressBar = QProgressDialog('Построение графика', 'Отменить', 0, 0, self)
  360.             progressBar.setWindowTitle('Ожидание')
  361.             progressBar.setWindowModality(QtCore.Qt.WindowModal)
  362.             progressBar.canceled.connect(progressBar.close)
  363.             progressBar.setMinimumDuration(100)
  364.  
  365.             progressBar.show()
  366.             eq.showPlot(progressBar)
  367.             progressBar.hide()
  368.  
  369.         except Exception as e:
  370.             self.exception(str(e))
  371.  
  372.     def center(self):
  373.         qr = self.frameGeometry()
  374.         cp = QDesktopWidget().availableGeometry().center()
  375.         qr.moveCenter(cp)
  376.         self.move(qr.topLeft())
  377.  
  378. if __name__ == '__main__':
  379.     QApplication.processEvents()
  380.     app = QApplication(sys.argv)
  381.     ex = Example()
  382.     sys.exit(app.exec_())
Advertisement
Add Comment
Please, Sign In to add comment
Advertisement
Public Pastes
Advertisement
We use cookies for various purposes including analytics. By continuing to use Pastebin, you agree to our use of cookies as described in the Cookies Policy.  OK, I Understand
Not a member of Pastebin yet?
Sign Up, it unlocks many cool features!