有研究三體問題的,有沒有研究可數多個天體相互作用的?

時間 2021-05-05 19:30:52

1樓:

這要看粒子的空間分布,因為f(r)~1/r^2在0和無窮處均不收斂。

1)如果空間分布也是無窮的,每個粒子受到的力不是收斂的。假設週期性分布,可以利用FFT或者Ewald求和移除傅利葉空間k=0的分量的貢獻。然後得到情形2)。

2)如果空間分布是有限的,整個系統可以由無碰撞情況下的玻爾茲曼方程描述,著重考察在時間t和相空間(x,v)附近發現粒子的概率f(x,v,t),而不是單個粒子的狀態(統計力學)。由於粒子數目巨大,可以退而求其次用蒙特卡洛+N體方程去求解。這時候N是有限的,上限由計算機和你的程式設計能力共同決定。

如果粒子分布函式f(x,v,t)隨時間變化很小,這時候可以用光滑的靜態引力場近似。由分布的密度場ρ(x)+Poisson方程得出引力勢場的分布後,任何粒子的運動可由簡單的常微分方程得到。

如果你對某些個粒子的運動有興趣,可以劃分近場和遠場的貢獻。比如類似等離子模擬中的Particle-Particle-Particle-Mesh之類的方法可以滿足你的需求。

2樓:風斬冰華的歐派

有啊。動力學系統論可比簡單的n體問題要難多了。只不過因為n體問題是混沌的,因此大多數人並不用n體問題來看待它們。

熱統裡面的運動是10^20體以上的,但本身如果不引入量子力學還是確定性的。為什麼用統計學方法研究?因為直接計算是不可能的唄。

給出n體問題漂亮的週期解,即使在數學上也沒什麼意思。

3樓:

我尋思分子動力學模擬就和n體問題沒啥區別啊,只不過人家是萬有引力我們是電磁力。比如我現在算的體系就是3萬多個物體相互作用。

錢德拉塞卡[1]在1940s寫的幾篇工作,就是既能用於分子運動也能用於天體運動。

我們常用的Ewald加和,就是把週期性無窮空間的電場力做個傅利葉變換求和。

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