MATLAB星空模拟 在二维空间中随机生成n个天体碎片,它们有各自的质量和初始速度。因为万有引力,它们之间相互吸引。如果两个天体距离太近,则会发生碰撞,碰撞的结果有可能合二为一,有可能再分裂为几个碎片。试解释合并和分裂的规则,并模拟这一动态过程。 到所有锚节点间的最短跳数。给出MATLAB 代码
时间: 2023-12-06 18:45:08 浏览: 160
合并规则:
当两个天体之间的距离小于它们的半径之和时,它们就会发生碰撞。在这种情况下,我们将它们合并为一个天体,新的天体质量等于两个天体质量之和,新的速度等于两个天体速度的加权平均值。
分裂规则:
我们假设碰撞后,两个天体会分裂为两个或更多的碎片。每个碎片的质量等于原始天体质量的一部分,速度随机生成。碎片的数量和质量分布可以根据实际情况进行设置。
以下是MATLAB代码:
```matlab
clear all;
close all;
% Parameters
n = 50; % number of celestial bodies
G = 6.67430e-11; % gravitational constant
tmax = 1000; % simulation time
dt = 0.1; % time step
% Initialize celestial bodies
r = rand(n,2)*10^9; % position
v = rand(n,2)*10^3 - 5*10^2; % velocity
m = rand(n,1)*10^24; % mass
r_col = sum(m)./(n/2); % collision radius
% Simulation loop
for t=0:dt:tmax
% Calculate gravitational force on each body
F = zeros(n,2);
for i=1:n
for j=1:n
if i~=j
r_ij = r(i,:)-r(j,:);
F_ij = G*m(i)*m(j)/(norm(r_ij)^3).*r_ij;
F(i,:) = F(i,:) - F_ij;
end
end
end
% Update positions and velocities
for i=1:n
v(i,:) = v(i,:) + F(i,:)/m(i)*dt;
r(i,:) = r(i,:) + v(i,:)*dt;
end
% Check for collisions
for i=1:n
for j=i+1:n
if norm(r(i,:)-r(j,:)) < r_col(i)+r_col(j)
% Collision!
m_new = m(i)+m(j);
v_new = (m(i)*v(i,:)+m(j)*v(j,:))./m_new;
m(i) = m_new;
v(i,:) = v_new;
m(j) = NaN;
v(j,:) = NaN;
end
end
end
% Remove collided bodies
r(isnan(m),:) = [];
v(isnan(m),:) = [];
m(isnan(m),:) = [];
n = size(r,1);
% Plot current positions
plot(r(:,1),r(:,2),'o');
axis([-10^9 10^9 -10^9 10^9]);
drawnow;
end
```
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