基于Python的天体运动仿真设计

doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.240295

大学物理 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (5): 68-.doi: 10.16854/j.cnki.1000-0712.240295

基于Python的天体运动仿真设计

王译宸，王馨怡，李盈，刘玉颖，李春燕，赵志超，王文洁

1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083；2. 中国农业大学理学院，北京100083

收稿日期:2024-06-24 修回日期:2024-11-20 出版日期:2025-07-01 发布日期:2025-07-28
作者简介:王译宸（2003—），女，河南郑州人，中国农业大学信息与电气工程学院2021级本科生，计算机科学与技术专业.

Design of celestial motion simulation based on Python

WANG Yichen1, WANGXinyi1, LiYing1, LIUYuying2, LIChunyan2, #br# ZHAO Zhichao2, WANG Wenjie2#br#

1. College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China;
2. College of Science, China Agricultural University, Beijing 100083, China

Received:2024-06-24 Revised:2024-11-20 Online:2025-07-01 Published:2025-07-28

摘要/Abstract

摘要： 天体运动是天体物理学的核心研究领域.我们采用经典力学相关的基本定律和公式，如万有引力定律和动量定理等，以高级编程语言Python及可视化库Mayavi、Matplotlib、Vhmap等为工具，设计开发了一套天体运动的仿真系统.通过这一系统，我们生动地模拟了变轨问题、双星和三星系统的动态行为，并直观呈现了三体运动轨迹.

关键词: 仿真设计, 天体运动, 可视化, 数值模拟, Python, Mayavi

Abstract: Celestial motion is a core research area in astrophysics. Utilizing fundamental laws and formulas from classical mechanics, such as the law of universal gravitation and the momentum theorem, we design and develop a celestial motion simulation system. This is achieved using advanced programming language Python, along with visualization libraries Mayavi, Matplotlib, and Vhmap. Through this system, we vividly simulate orbital transfer problems and the dynamic behaviors of binary and triple star systems, providing an intuitive representation of celestial motion trajectories.

Key words: simulation design, celestial motion, visualization, numerical simulation, Python, Mayavi

王译宸, 王馨怡, 李盈, 刘玉颖, 李春燕, 赵志超, 王文洁. 基于Python的天体运动仿真设计[J]. 大学物理, 2025, 44(5): 68-.

WANG Yichen1, WANGXinyi1, LiYing1, LIUYuying2, LIChunyan2, ZHAO Zhichao2, WANG Wenjie2. Design of celestial motion simulation based on Python[J]. College Physics, 2025, 44(5): 68-.

[1]	范宝路, 林毅, 范媛媛, 刘阳. 牛顿引力定律的教学解析与数值演示[J]. 大学物理, 2026, 45(5): 44-.
[2]	高琨, 王东瑞, 秦伟, 司宗国. 基于问题驱动的科里奥利力教学重构[J]. 大学物理, 2026, 45(5): 62-.
[3]	张鑫, 陈晓瑞, 严超, 王恒通, 高健智. 纳米尺度电场作用可视化实验设计——基于教学型STM系统的单分子操控案例研究[J]. 大学物理, 2026, 45(4): 21-.
[4]	罗越, 袁旦赕, 王星宇, 惠春风, 黄玥, 舒崧. 相对论条件下的氢原子体系可视化研究[J]. 大学物理, 2026, 45(2): 65-.
[5]	王尧程, 孟军霞. 天体运动轨道方程及公转速度[J]. 大学物理, 2025, 44(9): 103-.
[6]	方宁, 梁丞天. 物体在曲线型地球隧道中的最速运动 ——利用Python可视化工具包再论地球隧道问题 [J]. 大学物理, 2025, 44(8): 35-.
[7]	周泽钦, 喻勇. Newmark方法在天体运行的DDA数值模拟中的应用[J]. 大学物理, 2025, 44(7): 18-.
[8]	任权, 李艳青, 张晓倩, 苗霖 . RHEED谱的一种快速模拟方法[J]. 大学物理, 2025, 44(6): 29-.
[9]	刘天贵, 陈赫, 周群益, 周艳明, 秦志辉. MATLAB可视化辅助受迫振动实验教学的探索[J]. 大学物理, 2025, 44(5): 26-.
[10]	王巍. 基于Julia语言可视化物理教学的应用[J]. 大学物理, 2025, 44(4): 57-.
[11]	罗佳雄, 罗子聪, 伍雁雄, 刘明迪, 梁俊昭, 谢睿. 基于MATLAB GUI的傅里叶叠层显微成像教学平台设计[J]. 大学物理, 2025, 44(3): 57-.
[12]	李雅娟, 沈娇艳, 孙坚, 陈永强, 陈高远, 马春兰. Matlab可视化课程辅助电动力学教学的实践与反思[J]. 大学物理, 2025, 44(3): 70-.
[13]	姚海波, 杨守文, 朱明枫. 磁场中电子波包回旋运动的可视化数值实验[J]. 大学物理, 2025, 44(2): 29-.
[14]	舒华兵, 万佳. 基于科研可视化教学在固体物理学教学中应用[J]. 大学物理, 2025, 44(2): 72-.
[15]	周晓云, 杨洁. 基于CiteSpace的大学物理实验课程教学热点与趋势分析[J]. 大学物理, 2025, 44(10): 49-.

基于Python的天体运动仿真设计

Design of celestial motion simulation based on Python

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0