Symulacje komputerowe zjawisk fizycznych z zakresu mechaniki

Rysunek 39: Symulacja trajektorii ruchu dla układu planet podwójnych. Środek masy znajduje się w spoczynku (z
lewej) oraz środek masy porusza sie ruchem jednostajnym (z prawej).
Ruch wielu planet z uwzględnianiem wzajemnego oddziaływania
grawitacyjnego między sobą.
Nieco trudniejszym zagadnieniem jest rozpatrywanie ruchów planet wchodzących w skład
niewielkiego układu planetarnego na przykład złożonego z trzech lub więcej ciał
o porównywalnych masach [7]. W każdym kroku czasowym będzie do wykonania większa ilość
obliczeń, dlatego korzystanie z tradycyjnych metod może okazać się nieefektywne. Aby
przyspieszyć nieco obliczenia do przechowywania danych wykorzystane zostaną tablice. Zobaczmy
jak wygląda główna struktura algorytmu ruchu.
Rozpoczynamy od określenia liczby ciał wchodzących w skład układu planetarnego oraz określenia
ich położeń, mas i prędkości początkowych. Oprócz tego opcjonalnie możemy nadawać inne
atrybuty na przykład nazwy poszczególnych ciał, określić kolory etc.
#liczba cial bioracych udzial w symulacji
n_of_bodies = 3
# nadanie polozen poczatkowych
pos=array([[-2.5,0.0,0.0],[-1.136366, -0.00017964, 0.],[2.5,0.0,0.0]])
# nadanie mas
lista_mas=[30.0, 0.01, 25.0]
m = array(lista_mas)
#nadanie predkosci poczatkowych
vel=array([[0.0,-1.8,0.0],[0.0,-5.4,3.5],[0.,2.16,0.0]])
Należy pamiętać, że listy zawierające parametry początkowe muszą ściśle odpowiadać liczbie ciał
biorących udział w symulacji i tak zmieniając liczbę ciał do 4 musimy zmodyfikować listę położeń
na przykład do postaci:
pos=array([[-2.5,0.0,0.0],[-1.136366,0.00017964,0.], [2.5,0.0,0.0],
[3.5,0.0,1.0]])
W analogiczny sposób postępujemy z pozostałymi listami zawierającymi parametry początkowe.
Przyjrzyjmy się nieco bliżej funkcji big_movable() odpowiedzialnej za wyznaczanie przyspieszenia
prędkości i położenia w każdym kroku czasowym symulacji. Dla naszego układu planetarnego
49