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N体引力模拟器 - 星体轨道与混沌效应

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多种经典预设场景

内置五种经典预设:双星系统展示两体轨道力学,太阳系模拟多行星运行,三体混沌展示混沌运动,八字轨道呈现Chenciner-Montgomery特殊解,随机星团探索多体引力束缚。用户可快速加载任一预设,立即开始观察模拟。

自定义天体参数配置

支持添加任意数量的天体,每个天体可独立设置质量、位置(X/Y坐标)和速度(Vx/Vy分量)。还可以将特定天体设为固定状态,使其不受引力影响,常用于模拟中心恒星等场景。天体可随时添加或删除,灵活调整模拟配置。

混沌对比模式

开启混沌对比功能后,系统同时运行两个初始条件有微小差异的影子模拟,通过不同颜色的轨迹对比,直观展示混沌系统对初始条件的极端敏感性——蝴蝶效应。这是本工具最具特色的功能之一,将抽象的混沌理论概念转化为可视化的直观体验。

交互式操控体验

支持鼠标滚轮缩放视图、拖拽平移画面、右键拖拽直接创建新天体并赋予初始速度。用户还可以对已有天体的轨迹进行扰动,观察混沌系统在微小扰动下的剧烈变化,深入体验混沌效应的本质特征。

可调节物理参数

提供引力常数G的连续调节滑块,从弱引力到强引力,用户可实时调整并观察不同引力强度下天体运动的差异。同时支持60FPS帧率和可调模拟速度倍率,确保流畅的模拟体验和精细的时间控制。

丰富的可视化选项

支持显示天体运动轨迹、速度矢量方向、参考网格等可视化辅助信息。通过轨迹显示可以清晰看到天体的历史运动路径,速度矢量帮助理解天体当前的运动方向和速率,网格则提供空间参考坐标。

可自定义天体外观

每个天体可以设置不同的颜色和大小,便于在多天体模拟中区分不同的星体。颜色编码不仅提升了视觉效果,也有助于追踪特定天体的运动轨迹,使复杂的多体系统更加清晰易懂。

模拟暂停与步进控制

支持暂停模拟并进行单步执行,让您可以仔细观察每个时间步长内天体位置的变化。这对于分析特定时刻的引力交互和轨道变化非常有用,特别适合教学演示和科学分析场景。