Taller Mecanico Celeste 2022

Curso Dinamica Orbital 2022, Facultad de Ciencias, UdelaR.

Preparacion

  • Entre en windows.
  • Crear una carpeta.
  • Descargar TallerMec.zip, descomprimir y poner en la carpeta. Los archivos son: 
    
datos.dat          ---> datos de entrada de la integracion

TallerMecanico.exe ---> este es el integrador orbital, si no ve la extension .exe es por la maldita costumbre de ocultar las extensiones grrrrr!

sacando.exe        ---> auxiliar para extraer evoluciones individuales al finalizar la integracion

evoeli.exe         ---> auxiliar para visualizar las orbitas en el tiempo
  • Los datos de entrada del programa estan en datos.dat, archivo que debe ser editado con un editor que no agregue ningun tipo de formato (tipos de letras, tabuladores, etc) al archivo original. Usar bloc de notas o mejor textpad. Los decimales se representan con un punto, NO UNA COMA. Dentro de una fila entre dato y dato debe haber al menos un espacio en blanco (no comas!). En los numeros la D o la E representan potencias de 10 (o sea 9.1D-1 es 0.91). No nos gustan las comas.


Experimento 1

Verificaremos la constante de Jacobi.

Crear una nueva carpeta y copiar los 4 archivos. Edite datos.dat y ponga los datos de un planeta con e=i=0 y una particula con elementos arbitrarios. Dele doble clic en TallerMecanico.exe y al finalizar examine el archivo cjacobi.sal. Examine las evoluciones orbitales en orbitas.sal y los encuentros mutuos en encuent.sal. Compruebe que la orbita de la particula cambia mientras C se mantiene constante. Con doble clic en sacando.exe podra extraer las evoluciones individuales de los 2 cuerpos. Luego usando (doble clic) evoeli.exe podra visualizar la evolucion de las orbitas.

Experimento 2

C para caso planeta no circular.

Crear una nueva carpeta, copie los 4 archivos originales y repita los del experimento 1 pero adopte una e=0.05, como la de jupiter. Al examinar cjacobi.sal se comprobara una oscilacion de C en el tiempo.

Experimento 3

C proxima a 3: no hay eyeccion.

Carpeta nueva bla bla bla. Ponga Jupiter en orbita plana y circular (e=i=0) y una particula con bajos valores de (e,i) y semieje parecido al de Jupiter. Integre y luego examine la constante de Jacobi que debera ser aproximadamente 3. Ejecute sacando.exe y examine en el archivo encuent.sal el detalle de los encuentros de la particula con el planeta. La particula no podra ser eyectada por jupiter pero podra colisionar con el.

Experimento 4

C menor que 2.82: puede haber eyeccion.

Carpeta nueva bla bla bla. Igual que el exp3 pero elija una baja i (para favorecer encuentros) y alta excentricidad (no tan alta!) de forma que haya encuentros a alta velocidad con jupiter y por lo tanto T y C seran menores que 2.82 (ver cjacobi.sal) pudiendo existir eyeccion del sistema. Si integramos por un tiempo suficientemente largo se eyectaria (si no choca antes con Jupiter o el Sol).

Experimento 5

Resonancia 3:1.

Carpeta nueva bla bla bla. En datos.dat ponga Jupiter. Ponga 2 particulas de exc moderadas (0.1 y 10 grados por ejemplo) pero con semiejes 2.3 y 2.5. Integre por 1 millon de anios con salida cada 1000 anios. Vea como evolucionaron ambas particulas. La de 2.5 esta en resonancia con Jupiter y seguramente le fue muy mal, la otra lo mas pancha.

Experimento 6

A esta altura el caos en la clase es tal que puede hacer lo que se le antoje. Por ejemplo ponga un sistema planetario, integre y vea como se perturban mutuamente cambiando sus orbitas. Use sacando.exe y evoeli.exe.


Probabilidad de colision a la Opik

Descargar opik.zip, descomprimir y darle doble clic. Dado un planeta y una particula el programa calcula varios elementos de la configuracion de encuentros con el planeta: sigma de colision, maxima deflexion de la velocidad, velocidad relativa U, T, probabilidad de colision, minimo y maximo semieje orbital que puede adquirir la particula debido a encuentros con el planeta, probabilidad de eyeccion, etc. Mas detalles en este link.


Integracion numerica de cumulo estelar ideal

Descargar colapso100body.zip, descomprimir y colocar los archivos en una carpeta.
El programa "nbody100colapso2.exe" genera posiciones iniciales uniformemente distribuidas en una esfera de radio R. Las velocidades iniciales tambien son aleatorias con distribucion uniforme entre 0 y Vmax. Las direcciones son aleatorias.
Haciendo doble clic el programa pregunta el radio R del cumulo, el tiempo de integracion, la maxima velocidad Vmax y un numero aleatorio.
Se genera el archivo "evol.sal" con fotos del estado del sistema cada 0.025 unidades de tiempo. El script "plotevol.plt" corriendolo desde gnuplot muestra la distribucion de las estrellas en cada foto.
La idea es probar con diferentes valores iniciales para obtener cumulos en estado de equilibrio o colapsando o dispersandose. Tambien se puede determinar el tiempo de caida libre tomando Vmax=0. La teoria se explica en el curso y brevemente en el archivo de texto "leer.txt".
En cada nueva corrida es necesario eliminar evol.sal o cambiarle el nombre.


Otros integradores

Ahora que tiene alguna experiencia en integraciones orbitales explore los integradores: