三體運動的微分方程組是如何列的?既然它沒解析解,能否寫一下計算過程?

時間 2021-05-07 11:08:57

1樓:鼠麴草

其實沒必要那麼崇拜解析解。何況對於初學物理的絕大多數學生想象中的解析解,其實應該叫真空球形雞解。連特殊函式都被開除出了這種真空球形雞的範疇(本身這種為解方程、積分而誕生的特殊函式就夠球形雞的了)。

至於手算,你可以買一本對數表和函式數值表,然後實現純查表法手算數值解(很有六七十年代tg造原子彈的風格)。當然你也可以用計算器,會更快一點。當然,最好的方法還是和其他幾個答主說的,直接用電腦編乙個程式計算,還能視覺化,豈不美哉。

至於解析解?我不太清楚運動軌跡能不能展開成泰勒級數,但計算個截斷的式子還是挺簡單的,就是瘋狂求導。牛頓方程是二階導,求個導就是三階導,繼續下去(當然,新出現的二階導要用方程回代),就有任意階導了。

問題是對 這種結構求個n階導你都不見得求得出來,而三體運動方程組總共9個變數,右邊要是有二階導你還得把方程往回代。你要想練手,完全可以算算更簡單的,比如 的 ,會讓你對求導的難度有個估計。

2樓:南瓜皮

計算過程就是程式設計求解微分方程數值解,運算量都是計算機的,不是指人的運算量,想要高精度解運算量會相應的增大,手算僅限於有解析解的特殊情況,數值解只能使用計算機。

3樓:薛丁格的加菲貓

手算……天荒地老都算不盡的,最基本的方程就是牛頓運動定律,最簡單的方法就是根據初始狀態,在每乙個dt內進行迭代,計算結果將會隨著時間t的前進而無休止地產生。

除非是某些穩定的特解,這些特解是有週期性的,最簡單的就是三個相同的天體分別在乙個等邊三角形的頂點,做同乙個軌道圓周運動。

如何求解微分方程組的數值解?

舉個例子 DSolve 這樣解得 Alex Zhang 如何求解是什麼意思?圖一可以叫做微分代數方程,DAE 圖二是常微分方程,ODE 你如果問有沒有什麼工具能求這兩種方程的數值解,那肯定是有的,比如DAE可以嘗試用sundials軟體包裡的IDA求解器,解ODE的工具更多,matlab Pytho...

有關乙個偏微分方程組的求解?

Nemesis XX 初始條件管和空氣溫度都是0度,邊界條件是入口熱風的溫度比如100度。實線是u1虛線是u2 X 1 tube length 1m T 500 simulate 500s Tin 100 gridsX 101 gridsT 11 dX X gridsX 1 dT T gridsT ...

如何用微分方程表示墨汁在水中的擴散?

可以做成耦合常微分方程,Lorentz模型的自由度為3調節引數abc,選擇最適合視覺變化的引數.dx x dt a y x dy y dt x b z y dz z dt x y c z X是水和墨水的密度比 Y是不同溶液的溫差 Z是流動速率比 abc分別可參考普朗特數,瑞利數,水平溫度結構衰減率與...