デブリとの衝突のシミュレーション

質問

衛星がデブリと衝突するシミュレーションをしたいです。
しかしこれでは難しすぎるので、デブリと同じ密度で無作為に点を置いた空間に物体を通過させて、衝突回数を測定したいです。
シミュレーションの経験は0なので、ソフトや方法を教えて頂きたいです。
よろしくお願いします。

回答No.2

neKo_quatre · ベストアンサー

１ｍの立方体を考えます。
物体が立方体を通過する場合に、切り取る面積をx平方メートルとして物体の大きさを規定します。
１立方メートルあたりのデブリ(点)の密度をdとすると、衝突回数の期待値は、
衝突回数＝d×x
で計算できます。

試しに、x=0.1、d=30とすると、衝突回数は3回。

で、シミュレーション終了とか。

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一般的に、シミュレーションにコンピュータが使われるのは、シミュレーションのモデルが複雑で計算回数が多すぎて手計算できないからです。
逆に、上みたいにモデルを単純にしてしまえば、手計算で足ります。

シミュレーションで重要なのは、このモデルの設計、作り方です。

ソフトはそのモデルの計算に合ったものを選べば何だって構いません。

例えば、上の例をもうちょっと複雑にして、
・立方体の中心を原点
・物体は立方体の中心を横切る
・物体の断面は半径rの円形
・デブリの位置は-0.5～+0.5の一様乱数で与える
・物体の形状の式、中心が(0, 0)で半径rの円にデブリの位置が入るなら、衝突と判定
で、Excelを使って１行あたり１デブリでデブリの数の分上の判定を行い、衝突回数を数える
デブリの密度10、r=0.3でシミュレーションすると、

01　-0.12　+0.26　衝突
02　-0.49　+0.33
03　+0.13　-0.04　衝突
04　-0.22　-0.09　衝突
05　+0.36　+0.32
06　+0.12　+0.25　衝突
07　+0.31　+0.09
08　-0.16　-0.45
09　-0.31　+0.13
10　-0.38　-0.43

とかだって、立派なシミュレーションって話になります。

お礼

お礼が遅れてすみません
素晴らしい回答ありがとうございました

回答No.1

trytobe

そもそも、衛星の飛行高度が一定であり、その高度でのデブリの存在数がわかっていれば、地球を何周するごとに１度衝突するか、を全部求めて、合計するだけです。

つまり、表計算ソフトに、軌道が交わる可能性があるデブリの一覧と、その周期や軌道の交差角度などをいれて計算式をつくれば済む話です。

最初に、衛星を特定の衛星に絞ることと、その衛星の軌道と同じ高度で軌道が交わるデブリを抽出する、という作業をしておくのが面倒なだけで、それはシミュレーションに入る前の前処理でしかないのです。

お礼

大変参考になりました
回答ありがとうございました