Diffusion mittels Zellularautomaten

Autor: Steffen Raschdorf

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Dieser Zellularautomat simuliert die Diffusion eines Stoffes in einer Umgebung, die sowohl freie Zellen als auch unzugängliche Zellen enthalten kann. Die Bedeutung der Zellen ist folgender Tabelle zu entnehmen:

Farbe

Bedeutung

schwarz Rand-Zelle, in die kein Diffusionsstoff dringen kann
lila Zelle mit dem Diffusionsstoff; Intensität der Farbe gibt Anteil des Stoffs in der Zelle an
weiß leere Zelle

Unter Lattice->Option (deutsch: Gitter->Startkonfiguration) sind verschiedene Startkonfigurationen einstellbar. Dabei sind nur Werte zwischen 100 und 999 zulässig. Der Parameter hat also ein dreistelliges Format XYZ, wobei für die einzelnen Ziffern gilt:

 

Erlaubte Ziffern

Erläuterung

nur relevant, wenn

X 1 - 9 Dieser Wert mit 10 multipliziert gibt den Anteil der Zellen an, die den Diffusionsstoff enthalten, gemessen an den noch verbleibenden leeren Zellen nach eventuellem Setzen einer vordefinierten Ausgangssituation und aller Rand-Zellen. Z = 0
Y 0 - 9 Dieser Wert mit 10 multipliziert gibt den prozentualen Anteil der Rand-Zellen an, gemessen an den noch verbleibenden leeren Zellen nach eventuellem Setzen einer vordefinierten Ausgangssituation. Z = 1 - 4
Z 0 - 9 0 keine vordefinierte Ausgangssituation  
1 In der Mitte des Gitters befindet sich ein Rechteck mit dem Diffusionsstoff. Die Größe dieses Rechtecks beträgt 1/9 der Gittergröße.  
2 Im Gitter zentriert befindet sich eine horizontale, durchgezogene Linie des Diffusionsstoffs.  
3 Im Gitter zentriert befindet sich eine vertikale, durchgezogene Linie des Diffusionsstoffs.  
4 Im Gitter zentriert befindet sich ein durchgezogenes Kreuz des Diffusionsstoffs.  
5 Die schwarzen Zellen bilden den Rand eines Trichters, in dem sich der Diffusionsstoff befindet. Dieser kann sich nur durch eine kleine Öffnung ausbreiten. Das Gitter sollte in diesem Fall möglichst quadratisch sein.  
6 Wie 5, nur horizontal gespiegelt. Statt eines Trichters erhält man nun einen Vulkan. Auch hier sollte das Gitter möglichst quadratisch sein.  
7 - 9 Für zukünftige Verwendung reserviert.

Und nun zu den Automaten:

Diffusion ohne zusätzliche Randzellen

Diffusion vom Zentrum durch ein Labyrinth

Diffusion von einer Linie aus

Vulkan