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これは日々の作業を通して学んだことや毎日の生活で気づいたことをを記録しておく備忘録である。

HTML ファイル生成日時: 2025/08/19 19:16:06.895 (台灣標準時)

Rebound を使い軌道積分する際の注意点

Rebound を使って軌道積分をする際に注意すべき点があると気づいたでござる。

太陽系の三次元的な構造を視覚的に理解するために、太陽、八個の惑星、冥王星、それから数万個の小惑星の軌道積分を Rebound を使って行い、その軌道積分の結果を Matplotlib の 3D plot を使って可視化し、アニメーションを作成してみたでござる。その際、質量ゼロとして軌道積分する小惑星の数が数千くらいのときと、数万にしたときで、軌道積分にかかる時間が大きく異なることに気がついたでござる。小惑星の数が 5000 のときと、小惑星の数が 50000 のときで、計算にかかる時間が 10 倍ではなく、それよりももっと長いようでござる。 sim.add (m=0.0, a=...) としているので、 massless な particle として扱われていると思っていたのでござるが、他の particle に与える重力の影響が計算されているようでござる。それで、計算量が膨大になっていたようでござる。

Rebound の API Documentation を読むと、 simulation object に対して、 .N_active という量を設定できて、他の天体に重力を与える天体の数を決めることができるようでござる、ということがわかったでござる。つまり、太陽、八個の惑星、冥王星についてだけ、他の天体に重力を及ぼす、ということにして、小惑星はこの十個の天体から重力を受けるけれども、小惑星は太陽、惑星、冥王星に重力を及ぼさないし、小惑星同士も重力を及ぼし合わないということにしたい場合には、 sim.N_active = 10 とすればよいようでござる。つまり、こうすると、太陽、惑星、冥王星の十個は、他の全ての天体に重力を及ぼし、それ以外の小惑星は十個の天体から重力を受けるけれども、自分以外の天体に重力を及ぼさない、ということになるようでござる。

太陽、惑星、冥王星は他の全ての天体に重力を及ぼし、小惑星は太陽、惑星、冥王星に重力を及ぼすことにするが、小惑星同士に働く重力は考慮しない、というように設定することもできるようでござる。そのためには、 sim.N_active = 10 に加えて、 sim.testparticle_type = 1 とすればよいようでござる。

デフォルトの設定だと、以下のようになっているようでござる。

parameter	value
sim.N_active	0
sim.testparticle_type	0

Variables の Particles についての部分に関連する記述があったでござる。

やはり documentation をきちんと読み込まないといけぬ、ということを改めて実感したでござる。

About this article:

author: daisuke
file: 20231221_00.html
category: Science___Astronomy
title: Rebound を使い軌道積分する際の注意点
mode: public
last modified: 2023/12/21 09:31:48 (Taiwan Standard Time)
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