Solar system simulation python

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

You signed in with another tab or window. Reload to refresh your session. You signed out in another tab or window. Reload to refresh your session. You switched accounts on another tab or window. Reload to refresh your session.

A Simulation of Solar System

License

elbanic/SolarSystem

This commit does not belong to any branch on this repository, and may belong to a fork outside of the repository.

Name already in use

A tag already exists with the provided branch name. Many Git commands accept both tag and branch names, so creating this branch may cause unexpected behavior. Are you sure you want to create this branch?

Sign In Required

Please sign in to use Codespaces.

Launching GitHub Desktop

If nothing happens, download GitHub Desktop and try again.

Launching GitHub Desktop

If nothing happens, download GitHub Desktop and try again.

Launching Xcode

If nothing happens, download Xcode and try again.

Launching Visual Studio Code

Your codespace will open once ready.

There was a problem preparing your codespace, please try again.

Latest commit

Git stats

Files

Failed to load latest commit information.

README.md

Simple Solar System by Python and PyGame

This software uses the following libraries & platform.

This software includes the following actions.

Installation of dependent libraries.

pip3 install pygame pip3 install pyopengl 

git clone https://github.com/elbanic/SolarSystem cd SolarSystem python3 main.py 

Following is the pygame license.

This library is distributed under GNU LGPL version 2.1, which can be found in the file «doc/LGPL». I reserve the right to place future versions of this library under a different license. http://www.gnu.org/copyleft/lesser.html This basically means you can use pygame in any project you want, but if you make any changes or additions to pygame itself, those must be released with a compatible license. (preferably submitted back to the pygame project). Closed source and commercial games are fine. The programs in the «examples» subdirectory are in the public domain.

About

A Simulation of Solar System

Источник

Создаем симулятор солнечной системы

Предисловие
Вечная тяга к новому подтолкнула к изучению такого замечательного языка программирования, как Питон. Как это часто бывает, отсутствие идеи, на реализацию которой не жалко потратить свое время, сильно тормозило процесс.

Волею судьбы на глаза попался замечательный цикл статей о создании игры-платформера на Питоне
тут и тут.
Я решил взяться за один старый проект. За симулятор движения тел под действием сил гравитации.

Что из этого вышло читайте дальше.

Часть первая. Теоритическая

Чтобы решить задачу, нужно сначала четко себе ее представить.
Предположим, всеми правдами и неправдами нам удалось заполучить двумерный участок безвоздушного пространства с находящимися в нем телами. Все тела перемещаются под действием сил гравитации. Внешнего воздействия нет.
Нужно построить процесс их движения относительно друг друга. Простота реализации и красочность конечного результата послужат стимулом и наградой. Освоение Питона будет хорошей инвестицией в будущее.

Пускай наша система состоит из двух тел:
1. массивной звезды массой М и центром (x0, y0)
2. легкой планеты массой m, с центром в точке (x, y), скоростью v = (vx, vy) и ускорением a = (ax, ay).

Когда нам удастся разобрать этот случай, мы легко перейдем к сложным системам со взаимным влиянием звезд и планет друг на друга. Сейчас же речь пойдет о самом простом.

После несложных манипуляций со вторым законом Ньютона, законом всемирного тяготения и подобными треугольниками, я нашел, что:

ax = G * M * (x0-x) / r^3
ay = G * M * (y0-y) / r^3

Это позволяет составить алгоритм перемещения планеты в поле гравитации звезды:

1. Перед началом задаем начальное положение планеты (x, y) и начальную скорость (vx, vy)
2. На каждом шаге вычисляем новое ускорение по формуле выше, после этого пересчитываем скорость и координаты:

vx := vx + T * ax
vy := vy + T * ax

Осталось разобраться с константами G и T. Положим G = 1. Для нашей задачи это не так важно. Параметр T влияет на точность и скорость вычислений. Тоже положим 1 для начала.

Часть вторая. Практическая

Итак, моя первая программа на Питоне. При этом еще раз хочется поблагодарить Velese за практическое руководство.

import pygame, math from pygame import * from math import * WIN_WIDTH = 800 WIN_HEIGHT = 640 PLANET_WIDTH = 20 PLANET_HEIGHT = 20 DISPLAY = (WIN_WIDTH, WIN_HEIGHT) SPACE_COLOR = "#000022" SUN_COLOR = "yellow" PLANET_COLOR = "blue" #Sun position X0 = WIN_WIDTH // 2 Y0 = WIN_HEIGHT // 2 #Sun mass M0 = 5000 #Stop conditions CRASH_DIST = 10 OUT_DIST = 1000 def main(): #PyGame init pygame.init() screen = pygame.display.set_mode(DISPLAY) pygame.display.set_caption("Solar Mechanics v0.1") #Space init bg = Surface((WIN_WIDTH,WIN_HEIGHT)) bg.fill(Color(SPACE_COLOR)) draw.circle (bg, Color(SUN_COLOR), (X0, Y0), 10) #Timer init timer = pygame.time.Clock() #Planet init planet = Surface((PLANET_WIDTH, PLANET_HEIGHT)) planet.fill(Color(SPACE_COLOR)) draw.circle (planet, Color(PLANET_COLOR), (PLANET_WIDTH // 2, PLANET_HEIGHT // 2), 5) #Planet to Sun distance r = 0.0 #Initial planet pos, speed and accel x = 100.0 y = 290.0 vx = 0.1 vy = 1.5 ax = 0.0 ay = 0.0 done = False while not done: timer.tick(50) for e in pygame.event.get(): if e.type == QUIT: done = True break r = sqrt((x - X0)**2 + (y - Y0)**2) ax = M0 * (X0 - x) / r**3 ay = M0 * (Y0 - y) / r**3 #New spped based on accel vx += ax vy += ay #New pos based on speed x += vx y += vy screen.blit(bg, (0, 0)) screen.blit(planet, (int(x), int(y))) pygame.display.update() if r < CRASH_DIST: done = True print("Crashed") break if r >OUT_DIST: done = True print("Out of system") break #Farewell print (":-)") if __name__ == "__main__": main() 

Так выглядит наша система после некоторого времени симуляции

Пока писалась эта заметка, симулятор разросся новой функциональностью: количество объектов в звездной системе не ограничевается, учитывается взаимное их влияние друг на друга, расчетная часть вынесена в свой класс, конфигурация системы задается в отдельном файле и добавлена возможность выбора систем.

Сейчас я занимаюсь поиском интересных сценариев системы и небольшими улучшениями интерфейса.

Вот пример того, что на данный момент в разработке:

Если эта заметка встретит положительные отзывы, обещаю продолжить рассказ о более новой версии.

1. Я благодарен всем комментаторам за критические замечания. Они дают большую пищу для размышлений.

2. Проект вырос. Все тела уже независимы, влияют друг на труга в соответствии с законом всемирного тяготения.Подсчитывается N^2 взаиможействий.
Сейчас есть возможность хранить конфигурации звездной системы во внешних файлах и выбирать на старте
Код тут
Запускать так: python3.3 main.py -f .ini
Различные конфигурации — там же.

3. Благодаря комментариям удалось найти и устранить главную недоработку — метод вычисления координат.
Сейчас используется метод Рунге-Кутты. По мере прочтения «Нежестких задач» буду осваивть новые методы.

Источник

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

You signed in with another tab or window. Reload to refresh your session. You signed out in another tab or window. Reload to refresh your session. You switched accounts on another tab or window. Reload to refresh your session.

3D Solar System Simulation in Python

License

lukekulik/solar-system

This commit does not belong to any branch on this repository, and may belong to a fork outside of the repository.

Name already in use

A tag already exists with the provided branch name. Many Git commands accept both tag and branch names, so creating this branch may cause unexpected behavior. Are you sure you want to create this branch?

Sign In Required

Please sign in to use Codespaces.

Launching GitHub Desktop

If nothing happens, download GitHub Desktop and try again.

Launching GitHub Desktop

If nothing happens, download GitHub Desktop and try again.

Launching Xcode

If nothing happens, download Xcode and try again.

Launching Visual Studio Code

Your codespace will open once ready.

There was a problem preparing your codespace, please try again.

Latest commit

Git stats

Files

Failed to load latest commit information.

README.md

Solar System Simulation 3D:

• fast and accurate representation of all of the planets and bigger moons using Keplerian elements in 3D (including tilt, spin and tidal locking of applicable moons e.g. Earth’s moon)
• ‘real time’ data on velocity and position of the selected planet
• possibility to add your own celestial bodies and change the parameters of existing ones (by editing dictionaries in files planets.py and moons.py)

• click on the celestial body to center your screen on it — the camera is going to follow
• zoom in by dragging your mouse holding down ALT key
• rotate by dragging your mouse holding down CTRL key
• change the speed of the simulation by pressing Q (speed up) or A (slow down)
• press L to turn on/off the label when in planet/spaceship view (on by default)
• to pause press P
• to exit close the window or press ESC key

• press S to enter spaceship mode Thrusters: (to accelerate faster * just hold the button)
  • press ARROW UP to accelerate in the direction of motion
  • press ARROW DOWN to decelerate in the direction of motion
  • press ARROW RIGHT to accelerate towards the Sun
  • press ARROW LEFT to accelerate from the Sun
  • press D to accelerate upwards (when in clockwise orbit)
  • press C to accelerate downwards (when in clockwise orbit)
  • press 0 to shut down all thrusters

  Pre-programmed scenarios: (use them if spaceship goes out of control)

  • press 1 to choose Lagrange point 3 (L3 ‘counter-Earth’)
  • press 2 to choose polar orbit around the Sun
  • press 3 to choose orbit of the probe Helios 2
  • press 4 to choose the orbit of Halley’s comet
  • some shadows are missing (not supported by vPython module)
  • axial precession of planets is not included
  • Sun is stationary (not orbiting barycenter)
  • gravity of the planets is not accounted for in the spaceship simulation (issues with scale factor for the planets radii)
  • moons are not labeled
  • due to float precision moons are not perfectly tidally locked

  About

  3D Solar System Simulation in Python

  Источник

  Читайте также:  Html input mobile keyboard