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ws2425:astrophysik:projektplanung [2025/03/06 14:37] Paul341 |
ws2425:astrophysik:projektplanung [2025/03/12 19:47] (aktuell) Paul341 |
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- | ===Projektplanung=== | + | ====Projektplanung==== |
- | 1.Beschäftigung mit gewöhnlichen Differentialgleichungen und Euler-Verfahren\\ | + | ===Ziele=== |
- | 2.Implementieren einer einfachen 2D-Gravitationssimulation von 2 Körpern in python\\ | + | * **vom Beginn an** |
- | 3.Überführung in 3D\\ | + | * Simulation und Visulaisierung von gravitativ wechselwirkenden Partikeln in einem abgeschlossenen System |
- | 4.Algorithmus zur Berechnung der Gravitationskraft für jeden Körper für N-Körper | + | * Erstellung einer optisch ansprechenden 3D-Spiralgalaxiesimulation mit ca.200 Partikeln und realistischen Bahnkurven |
+ | * Visualisierung mit matplotlib, bzw.matplotlib.animation.FuncAnimation | ||
+ | * **bis etwa Anfang Januar hinzugekommen** | ||
+ | * Vergleich verschiedener numerischer Integrationsmethoden (Euler, Runge-Kutta) hinsichtlich Genauigkeit | ||
+ | * Plotten der Energieerhaltung von numerischen Verfahren | ||
+ | * **bis zum Ende hinzugekommen** | ||
+ | * drittes numerisches Verfahren: Leapfrog implementieren | ||
+ | * Untersuchen, ob sich eine Spiral-/Scheibenstruktur allein durch gravitative Wechselwirkungen, ohne vorgegebene Anfangsbedingungen, von selbst bildet. | ||
+ | ===Zwischenziele und Zeitplan=== | ||
+ | __November__ | ||
+ | * Einarbeitung in physikalische Gesetze für Gravitationssysteme sowie in Differentialgleichungen\\ | ||
+ | __Dezember__ | ||
+ | * Erstellen einer ersten 2D-Gravitationssimulation mit zwei Körpern in Matplotlib, um Theorie zu verstehen und anzuwenden; dabei erste Implementierung des Euler-Verfahrens | ||
+ | * Erweiterung der 2D-Simulation für mehrere Körper | ||
+ | * Überführung in 3D mithilfe von Matplozlib | ||
+ | __Januar__ | ||
+ | * ungeordnete, zufällig generierte N-Körpersimulation in 3D | ||
+ | * Versuch einer ersten Runge-Kutta-Implementierung (noch nicht funktionsfähig) | ||
+ | * optische Verbesserungen (schwarzer Hintergrund) | ||
+ | * erste Startbedingungen für Spiralform: Formel für logarithmische Spirale, Kreisbahngeschwindigkeit vorgeben | ||
+ | * verbesserter Algorithmus mit beliebig vielen Armen in der Spirale implementieren | ||
+ | * Nutzereingaben mit easygui | ||
+ | * neues Ziel: Energieerhaltung im System prüfen | ||
+ | __Februar__ | ||
+ | * optische Verbesserungen: Einfügen von statischen, farbigen Partikeln als Gasnebel sowie zufällige Streuung der Spiralarme | ||
+ | __März__ | ||
+ | * Codevariante mit Leapfrog-Verfahren | ||
+ | * Korrektur der Runge-Kutta-Version | ||
+ | * Vergleich der drei numerischen Verfahren | ||
+ | * Codevariante ohne vorgegebene Spirale |