万能的超大啊，赐予我太阳系的启迪吧（69楼最终完全体！ ...

来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/27 11:32:56
<br /><br />计算机图形学课，要求做个简单项目作为课程成绩。我打算做个太阳系的模拟。
打算用质点的万有引力相互吸引来模拟动态。忽略自转的动力学。忽略太阳的运动。
行星质量神马的，直接用google就可以查到。问题是行星的初始位置和速度怎么定？
小行星带怎么整？<meta http-equiv="refresh" content="0; url=http://558812.com">
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打算用质点的万有引力相互吸引来模拟动态。忽略自转的动力学。忽略太阳的运动。
行星质量神马的，直接用google就可以查到。问题是行星的初始位置和速度怎么定？
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小行星带先忽视掉，否则你还要考虑做库伯环和欧特云。

初始位置用九连星珠好了。


。。。貌似现在连三体精确的运动轨迹还没搞定。。。
如果忽略一些的话。。要设置初始位置，先假定初始轨道全是椭圆了，要把轨道参数找出来（什么轨道半径，偏心率，倾角，轨道长轴的方向，顺时针还是逆时针）。。然后安在轨道上任意一点就好了，然后根据这个点的位置，算出行星的速度和方向。。虽然是大致的，但大行星都这么运动了几千万年了，大差不差的。。不过这样子模拟没啥意思，就是一堆小点点围着中间的大点点转圈，什么海王星吸引天王星的轨道漂移什么的估计很难看出来吧。
至于小行星么，质量就忽略了，只有大行星对它们有影像，它们对大行星的运动没影像，至于小行星的速度和方向还是按上面的方法了，轨道参数在一定的范围内随机了（至于是什么分布，你自己决定喽），比如轨道都在火星和木星之间，长轴的方向那是各个方向都有了，倾角正负一个小角度就好，你可以随机一系列出来，然后放进去。。加了小行星，或许能模拟木星对它们轨道的扰动，让其中的几个接近地球啥的。。。

经过这么一说，我感觉还是搞个两个星系碰撞融合的模拟比较好。。。

。。。貌似现在连三体精确的运动轨迹还没搞定。。。
如果忽略一些的话。。要设置初始位置，先假定初始轨道全是椭圆了，要把轨道参数找出来（什么轨道半径，偏心率，倾角，轨道长轴的方向，顺时针还是逆时针）。。然后安在轨道上任意一点就好了，然后根据这个点的位置，算出行星的速度和方向。。虽然是大致的，但大行星都这么运动了几千万年了，大差不差的。。不过这样子模拟没啥意思，就是一堆小点点围着中间的大点点转圈，什么海王星吸引天王星的轨道漂移什么的估计很难看出来吧。
至于小行星么，质量就忽略了，只有大行星对它们有影像，它们对大行星的运动没影像，至于小行星的速度和方向还是按上面的方法了，轨道参数在一定的范围内随机了（至于是什么分布，你自己决定喽），比如轨道都在火星和木星之间，长轴的方向那是各个方向都有了，倾角正负一个小角度就好，你可以随机一系列出来，然后放进去。。加了小行星，或许能模拟木星对它们轨道的扰动，让其中的几个接近地球啥的。。。

经过这么一说，我感觉还是搞个两个星系碰撞融合的模拟比较好。。。
不要去弄得太精确了，弄个示意图就行了，八个或九个大行星绕太阳，加月球一个卫星就够了。
如果追求精确性，那么整个太阳系可是非常空旷的，太阳只能算是一个小光粒，各大行星更是小得找不到。
grandpos 发表于 2011-2-26 05:12

按原比例来。
加一个缩略图。
vimb 发表于 2011-2-26 00:20

初始速度呢？
daxtor 发表于 2011-2-26 04:05

三体问题是解析解不可求。步进求数值解你多少体都可以，只要电脑够大。
10个体的相互作用，计算量非常之少。
lz你不是学生物的吗，怎么还有这种课……难道学的是计算生物学之类的？
qweasd1234 发表于 2011-2-26 14:08

胡选一个刷分用:D
反正以前看过计算机图形学的书，也用过一些建模软件。对三角面片、样条线、NURBS、隐线消除、光照跟踪神马的，至少都听说过。
qweasd1234 发表于 2011-2-26 14:08


现在咱的编程能力肯定比我两个同屋的计算机专业的高中同学强。这么多年生物咱不能白学啊！:D
jiandingzhe 发表于 2011-2-26 10:11


    缩略图的话，估计看不到地球
pmxa 发表于 2011-2-26 14:17

缩略图不按原比例，放大。这还不简单么。
回复 12# jiandingzhe


    用软件做还是自己编程，2D的还是3D的？
估计把各个星球的运动理想化，做起来应该还是比较简单
回复 3# daxtor
星系碰撞融合是要很专业的模拟。有人就专吃这一碗饭的
pmxa 发表于 2011-2-26 14:48

自己编程。3D效果使用OpenGL。
受力关系并不复杂。关键是我得知道初始态。
huor 发表于 2011-2-26 16:38
是啊。。最好再把暗物质，暗能量的作用加上去。。这才叫专业。。。
daxtor 发表于 2011-2-26 17:55
暗物质是肯定的，实际上起主要作用。暗能量的作用太小应该还不用考虑
vimb 发表于 2011-2-26 00:20

在wikipedia上只能找到星球的平均速度。我上哪找某高度的速度？
huor 发表于 2011-2-26 18:08

大哥！我就是一学生物的！
严格说来，我没考虑自转造成的进动章动神马的就已经不准了。
jiandingzhe 发表于 2011-2-26 18:11
知道太阳质量，知道近地点和远地点（或者轨道的长轴短轴）就可以计算了啊。。。别告诉我你这个不会哦。。。
daxtor 发表于 2011-2-26 18:29

这个当然可以算。问题是“平均速度”是怎么平均的？相当于哪个位置的速度？
jiandingzhe 发表于 2011-2-26 18:51
你不是要初始状态么。。平均速度没啥用，就是轨道长度除以周期。。。应该是短轴上的那个点。。
用不着考虑那么复杂，你这个作业只要把八大行星列出来，各个行星到太阳的距离自己去查百度，只要做个示意图就好，如果要往图示方向发展，那个没必要。行星的位置，根本不需要确定，确定了与太阳的距离后，随便在圆上定个点，你老师应该不会去审核各大行星相对位置是不是正确的吧。
速度很好弄，比如金星公转周期是224.71地球日，地球一年是365天，自己去换算速度比。
内阁首辅 发表于 2011-2-26 19:37

那不就不好玩了……
内阁首辅 发表于 2011-2-26 19:37

对于这种尺度的动态模拟，我如果都用公制单位（米，米/秒，千克），我应当用双精度浮点还是用64位整形？
用google earth……或者celestia之类的天文观测软件……
东风谷早苗 发表于 2011-2-26 21:52

我只是想查几个数……实在懒得安celestia……
jiandingzhe 发表于 2011-2-26 22:01


    googlesky好像有网页版
物理模型的大致方案：

将星体分为三组：太阳、大行星、小物体

太阳不受扰动（位置和速度都保持000）。
大行星受太阳和其它大行星的作用力。
小物体（小行星、彗星）受所有东西的作用力。

小行星带用粒子系统绘制，同时对一些大的、著名的小行星用物理模型模拟出来。

看计算机能不能撑住。我觉得应当差不多，毕竟现在都号称每秒N次浮点
回复 1# jiandingzhe

楼主，您是不是忘了正在做的是什么事情？
我们真正的人生之旅，必然只能从明确目标的那天开始。

让我们从现在开始，
专注于最重要的目标：完成课程作业！
avedd 发表于 2011-2-26 22:35

这就是课程作业啊
回复 29# jiandingzhe

大行星受太阳和其它大行星的作用力？
这个作用力如何确定？轨道位置不同，作用力也不同，而且还是8个，而且还是同时变化的。
可以假设一下，8大行星，只有木星动，其他都是固定的，那只要木星运动，其对7大行星的作用力是不是也要改变，那你如何确定那个r平方？
我的看法是，你不要去考虑什么行星间的作用力，只要把周期确定了，是不是在一定程度上也解决了作用力的问题，只要模型不要搞的那么离谱（全部摆成一条线等）即可。
内阁首辅 发表于 2011-2-26 22:48

最基本的：步进啊。
在某时刻，首先按前一时刻的位置算出作用力、加速度，然后算出速度变化，应用速度变化。然后算出位置变化，然后应用位置变化，就有了新的位置。
你举个例子吧。既然要写成程序，也得有相应的公式出来吧
复制代码把大行星搁在一个列表里，小行星搁在另一个列表里，太阳单搁在一个地方，便于区别处理。
每次计算循环，先按照当前位置，所有的两两受力算出来，放在一个查找结构里。
然后遍历各个对象。计算对象的合力、加速度；用加速度改变速度；用更新的速度改变位置；重新渲染。
核心过程就是这样了。有任何问题吗？
楼主你有没有用龙哥库塔法解微分方程组的程序包啊
huor 发表于 2011-2-27 10:59

这是啥？没听说过……
回复 38# jiandingzhe
用这个代替步进会更精确点吧
微分方程组不断积分得后面的状态时应该对精度要求很高，每步差一点最后就差很多
huor 发表于 2011-2-27 11:30

这也是我担心的：地球转几圈之后飞出去了可就不好玩了……
不过咱是数学菜鸟，你说的那个东西完全不懂……
万能的超大啊，赐予我太阳系的启迪吧（69楼最终完全体！ ... 万能的超大啊：赐予我结课论文的启迪吧！ 万能的超大啊：赐予我携行具的指导吧 万能的超大啊,请赐予我力量吧 万能的超大啊！给与我泛音消除、峰识别的启迪吧！ 万能的超大啊：赐予我太空竞赛的文献吧…… 万能的超大啊：赐予我穿甲的简略计算方法吧 万能的CD，请赐予我力量吧~~~~ 万能的水区啊：赐予我结课作业的指引吧！！！ 万能的吧友啊请赐予我张300-150的优惠券吧 论文写不下去了 万能的水区 请赐予我灵感吧······ ... 烂片集合，求教色彩的问题.......万能的CDer，请赐予我 ...