NBodySimulation

NBodySimulation[law,{state1,…,staten},t]

对由 n 个物体组成的系统在时间 t 内的运动进行仿真，系统的初始状态为 statei，由指定的势或力学定律控制.

NBodySimulation[law,<|body1state1,…,bodynstaten|>,t]

对由 n 个名为 bodyi 的物体组成的系统的运动进行仿真.

更多信息和选项

  • NBodySimulation 给出的结果为 NBodySimulationData 对象.
  • NBodySimulation 默认情况下求解经典的非相对论运动方程.
  • 以关联的形式给出状态 statei，其中含有以下元素：
  • "Mass"质量
    "Position"位置
    "Velocity"速度
    "Charge"电荷（可选）
    "PositionVariable"用于位置的变量（可选）
    "MomentumVariable"用于动量的变量（可选）
  • 也可以包含特殊势或力学定律使用的其他元素.
  • 可用以下形式给出势或力学定律：
  • "name"已命名定律
    <|"prop1"f1,…|>具有指定属性的定律
    fun成对势函数
  • 可能的已命名定律包括：
  • "InverseSquare"无单位平方反比定律
    "Harmonic"无单位简谐势
    {"Harmonic",params}带有参数的无单位简谐势
    "Newtonian"有物理单位的牛顿引力
    "Coulomb"有单位的库仑定律
  • 默认情况下，"Harmonic" 使用弹簧常数 1，平衡长度 1.
  • {"Harmonic",<|"SpringConstant"->k,"EquilibriumLength"->len|>} 使用弹簧常数 k，平衡长度 len.
  • 用关联给出定律时，可以使用以下键：
  • "PairwisePotential"两个物体间的成对势函数
    "PairwiseForce"两个物体间的成对力函数
    "ExternalPotential"其他应用于每个物体的势函数
    "ExternalForce"其他应用于每个物体的力函数
    "Region"限制物体的区域
  • 成对势函数或力函数 f 以形式 f[statei,statej] 应用于物体 i 和 j.
  • 可用有单位的量给出为每个物体指定的初始状态的值.

范例

打开所有单元关闭所有单元

基本范例  (2)

模拟两个被弹簧相连的质块：

模拟二维空间的三体问题：

获取物体在 t=4 时的状态：

绘制物体的位置：

范围  (8)

模拟三位空间内的四体问题：

绘制物体的位置：

显示仿真过程中能量是如何演化的：

显示仿真方程：

以哈密顿量形式显示方程：

模拟二维空间内由弹簧相连的三个已命名物体：

显示 "bill" 的垂直位置随时间如何变化：

显示 "sam" 和 "george" 的水平位置随时间如何变化：

用动画显示该运动：

模拟二维空间内限制在圆盘上的三体问题：

绘制物体的位置：

模拟两个带电粒子的相互作用：

当两个粒子相撞时，通常即停止模拟：

获取碰撞时间：

绘制碰撞以前粒子的轨迹：

模拟由弹簧连接的质环：

绘制质块的位置：

显示弹簧长度随时间的变化：

使用 "PairwiseForce" 模拟两个半径为 1 的球体间的弹性碰撞：

将球体中心位置显示为时间函数的形式：

指定位置和动量变量：

这只对方程有影响：

应用  (1)

模拟太阳-地球-月球系统：

使用日心坐标并从 2018 年选择初始位置：

向前前进一天，然后估算速度：

模拟系统：

显示地球轨道：

显示月球相对于地球的轨道：

显示月-地距离随时间的变化：

Wolfram Research (2019)，NBodySimulation，Wolfram 语言函数，https://reference.wolfram.com/language/ref/NBodySimulation.html.

文本

Wolfram Research (2019)，NBodySimulation，Wolfram 语言函数，https://reference.wolfram.com/language/ref/NBodySimulation.html.

CMS

Wolfram 语言. 2019. "NBodySimulation." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/NBodySimulation.html.

APA

Wolfram 语言. (2019). NBodySimulation. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/NBodySimulation.html 年

BibTeX

@misc{reference.wolfram_2024_nbodysimulation, author="Wolfram Research", title="{NBodySimulation}", year="2019", howpublished="\url{https://reference.wolfram.com/language/ref/NBodySimulation.html}", note=[Accessed: 22-November-2024 ]}

BibLaTeX

@online{reference.wolfram_2024_nbodysimulation, organization={Wolfram Research}, title={NBodySimulation}, year={2019}, url={https://reference.wolfram.com/language/ref/NBodySimulation.html}, note=[Accessed: 22-November-2024 ]}