Динамика шарового звездного скопления

Сентябрь 6, 2022

Главная
Астрономия
Динамика шарового звездного скопления

Содержание

2. Объект и предмет исследования Шаровое звездное скопление – это звёздное скопление, содержащее большое число звёзд, тесно
3. Актуальность и целевая аудитория Целевая аудитория: Для сотрудников научных учреждений программная модель является инструментом для изучения
4. Постановка задачи Создать программное обеспечение способное без упрощений выполнять расчет эволюции шарового звездного скопления. ПО должно
5. Гравитационная задача N тел В пустоте находится N материальных точек, для каждой из которых известны начальные
6. Математическая модель
7. Механизм слияния звезд
8. Обзор предшествующих решений
9. Программная реализация
10. Ход работы Написание модуля вычислений на языке Fortran и тестирование его корректности с помощью визуализации в
11. Предварительные результаты С помощью разработанной программной модели были получены следующие предварительные результаты: Подтверждено предположение о том,
12. Уменьшение среднего расстояния от центра Начальная ситуация Начало испарения звезд После испарения звезд
13. Зависимость количества звезд в системе от времени Система из 30 звезд Система из 250 звезд
14. Устойчивость шарового звездного скопления Начальное состояние 295 тыс. лет эволюции 610 тыс. лет эволюции
15. Гипотеза об испарении звезд с меньшей массой Вертикальная ось обозначает отношение средней массы испаренных звезд к
16. Перспективы развития исследования Построение графика зависимости скорости испарения звездной массы от времени Создание вычислительного модуля по
17. Выводы Была создана программная модель, способная с высокой точностью описывать эволюцию шарового звездного скопления С помощью
19. Скачать презентацию

Слайд 2

Объект и предмет исследования
Шаровое звездное скопление – это звёздное скопление, содержащее

большое число звёзд, тесно связанное гравитацией и обращающееся вокруг галактического центра в качестве спутника
Большая плотность и близкие прохождения
Явление испарения шаровых звездных скоплений
Предметом исследования является созданная в ходе работы над проектом компьютерная модель шарового звездного скопления

(Omega Centauri)

Источник изображения

Слайд 3

Актуальность и целевая аудитория
Целевая аудитория:
Для сотрудников научных учреждений программная модель является

инструментом для изучения эволюции шаровых звездных скоплений на протяжении астрономических интервалов времени
Актуальность:
Невозможность изучения динамики шаровых звездных скоплений с помощью наблюдения за реальными системами звезд
Расчет эволюции шарового звездного скопления без упрощений
Возможность использовать программную модель как учебное пособие для демонстрации закона Тяготения Ньютона в старшей школе и высших учебных заведениях

Слайд 4

Постановка задачи
Создать программное обеспечение способное без упрощений выполнять расчет эволюции шарового

звездного скопления. ПО должно быть способно визуализировать положения звезд в пространстве.
Создать алгоритм интегрирования уравнений движения тел, принимая гравитационную задачу N – тел как физическую модель
Реализовать его в виде DLL на языках Fortran и CUDA
Визуализировать полученные данные
Создать пользовательский интерфейс
Исследовать звездные скопления с помощью данного ПО

Слайд 5

Гравитационная задача N тел
В пустоте находится N материальных точек, для каждой

из которых известны начальные параметры: масса, координаты в пространстве, скорость. Требуется определить скорости и положения всех тел в определенный момент времени, если их взаимодействие описывается законом Тяготения Ньютона и силы гравитации аддитивны.

N =2

N=3

Слайд 6

Математическая модель

Слайд 7

Механизм слияния звезд

Слайд 8

Обзор предшествующих решений

Слайд 9

Программная реализация

Слайд 10

Ход работы
Написание модуля вычислений на языке Fortran и тестирование его

корректности с помощью визуализации в программе MATLAB 2007
Проблема соединения языков C# и Fortran. Решение – выделение функций на Fortran в отдельную DLL
Создание пользовательского интерфейса и визуализации. Проблема – мерцание при отображении на экран. Решение – использование двойной буферизации
Написание вычислительного модуля на CUDA
Построение физической модели слияния двух звезд
Изучение динамики звездного скопления с помощью данного ПО

Слайд 11

Предварительные результаты
С помощью разработанной программной модели были получены следующие предварительные результаты:
Подтверждено

предположение о том, что среднее расстояние звезд от центра шарового звездного скопления уменьшается при испарении из него звезд
Получена зависимость количества звезд в системе от времени
Подтверждено, что для устойчивых шаровых звездных скоплений выполняется теорема о вириале
Подтверждена гипотеза о том, что у более легких звезд выше вероятность быть испаренными

Слайд 12

Уменьшение среднего расстояния от центра
Начальная ситуация
Начало испарения звезд
После испарения звезд

Слайд 13

Зависимость количества звезд в системе от времени
Система из 30 звезд
Система из

250 звезд

Слайд 14

Устойчивость шарового звездного скопления
Начальное состояние
295 тыс. лет эволюции
610 тыс. лет эволюции

Слайд 15

Гипотеза об испарении звезд с меньшей массой
Вертикальная ось обозначает отношение средней

массы испаренных звезд к средней массе звезд, оставшихся в системе
Горизонтальная – время в миллионах лет
График показывает, что в среднем масса испаренных звезд меньше чем масса тех, которые остались в системе

Слайд 16

Перспективы развития исследования
Построение графика зависимости скорости испарения звездной массы от

времени
Создание вычислительного модуля по технологии Open MP для выполнения вычислений на суперкомпьютерах
Изучение стадии распада шарового звездного скопления
Учесть наличие черной дыры в центре шарового звездного скопления
Рассмотреть зависимость эволюции шарового звездного скопления от его начальных данных

Слайд 17

Выводы
Была создана программная модель, способная с высокой точностью описывать эволюцию шарового

звездного скопления
С помощью программного анализа выходных данных и их визуализации (графики, анимация движения звезд) были получены предварительные результаты, косвенно подтверждающие корректность работы модели
Были обозначены дальнейшие пути развития исследовательского проекта

Динамика шарового звездного скопления

Содержание

Объект и предмет исследованияШаровое звездное скопление – это звёздное скопление, содержащее

Актуальность и целевая аудиторияЦелевая аудитория:Для сотрудников научных учреждений программная модель является

Постановка задачиСоздать программное обеспечение способное без упрощений выполнять расчет эволюции шарового

Гравитационная задача N телВ пустоте находится N материальных точек, для каждой

Математическая модель

Механизм слияния звезд

Обзор предшествующих решений

Программная реализация

Ход работы Написание модуля вычислений на языке Fortran и тестирование его

Предварительные результатыС помощью разработанной программной модели были получены следующие предварительные результаты:Подтверждено

Уменьшение среднего расстояния от центраНачальная ситуацияНачало испарения звездПосле испарения звезд

Зависимость количества звезд в системе от времениСистема из 30 звездСистема из

Устойчивость шарового звездного скопленияНачальное состояние295 тыс. лет эволюции610 тыс. лет эволюции

Гипотеза об испарении звезд с меньшей массойВертикальная ось обозначает отношение средней

Перспективы развития исследования Построение графика зависимости скорости испарения звездной массы от

ВыводыБыла создана программная модель, способная с высокой точностью описывать эволюцию шарового

Похожие презентации