Исследование динамики системы двух связанных тел в плоскости круговой орбиты с применением методов компьютерной алгебры
- Авторы: Гутник С.А.1,2, Сарычев В.А.3
-
Учреждения:
- МГИМО МИД России
- МФТИ
- ИПМ им. М.В. Келдыша РАН
- Выпуск: Том 63, № 1 (2023)
- Страницы: 145-153
- Раздел: МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
- URL: https://jdigitaldiagnostics.com/0044-4669/article/view/664911
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044466923010088
- EDN: https://elibrary.ru/LMDVUO
- ID: 664911
Цитировать
Аннотация
Методы компьютерной алгебры применяются для определения равновесных ориентаций системы двух тел, соединенных сферическим шарниром, движущихся в центральном ньютоновом силовом поле по круговой орбите под действием гравитационного момента. Главное внимание уделяется изучению равновесных ориентаций связки двух тел в плоскости круговой орбиты. С применением символьного дифференцирования были получены дифференциальные уравнения движения в форме уравнений Лагранжа II рода. Предложен метод преобразования системы тригонометрических уравнений, определяющих равновесия, в систему алгебраических уравнений, которая, в свою очередь, путем вычисления результанта была сведена к одному алгебраическому уравнению 12 степени от одной неизвестной. Корни полученного алгебраического уравнения определяют равновесные ориентации связки двух тел в плоскости круговой орбиты. Проведена символьная факторизация полученного алгебраического уравнения на три полиномиальных множителя, каждый из которых задает определенный класс равновесных конфигураций. Классификация областей с равным числом положений равновесия выполнялась с использованием алгебраических методов построения дискриминантной гиперповерхности. Уравнения дискриминантной гиперповерхности, которая определяет границы областей с равным числом положений равновесия в пространстве параметров задачи, были получены с использованием символьных вычислений определителя матрицы результанта. Число положений равновесия системы двух тел в зависимости от параметров определялось путем численного анализа действительных корней полученных алгебраических уравнений.Библ. 16. Фиг. 2.
Об авторах
С. А. Гутник
МГИМО МИД России; МФТИ
Email: s.gutnik@inno.mgimo.ru
Россия, 119454, Москва, пр-т Вернадского, 76; Россия, 141701, М. о., Долгопрудный, Институтский пер., 9
В. А. Сарычев
ИПМ им. М.В. Келдыша РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: vas31@rambler.ru
Россия, 125047, Москва, Миусская пл., 4
Список литературы
- Сарычев В.А. Вопросы ориентации искусственных спутников. Итоги науки и техники. Сер. Исследование космического пространства. Т. 11. М.: ВИНИТИ, 1978.
- Гутник С.А., Сарычев В.А. Исследование стационарных движений системы двух связанных тел на круговой орбите с применением методов компьютерной алгебры // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2020. Т. 60. № 1. С. 80–87.
- Гутник С.А., Сарычев В.А. Применение методов компьютерной алгебры для исследования динамики системы двух связанных тел на круговой орбите // Программирование. 2019. Т. 45. № 2. С. 32–40.
- Gutnik S.A., Sarychev V.A. Symbolic computations of the equilibrium orientations of a system of two connected bodies moving on a circular orbit around the Earth // Math. in Comput. Scie. 2021. V. 15. № 3. P. 407–417.
- Сарычев В.А. Положения равновесия системы двух соединенных сферическим шарниром осесимметричных тел на круговой орбите // Космические исследования. 1999. Т. 37. № 2. С. 176–181.
- Сарычев В.А. Положения относительного равновесия двух тел, соединенных сферическим шарниром, на круговой орбите// Космические исследования. 1967. Т. 5. № 3. С. 360–364.
- Сарычев В.А., Сазонов В.В. Оптимальные параметры пассивных систем ориентации спутников // Космические исследования. 1976. Т. 14. № 2. С. 198–208.
- Сарычев В.А., Мирер С.А. Оптимальные параметры гравитационной системы спутник–стабилизатор // Космические исследования. 1976. Т. 14. № 2. С. 209–219.
- Sarychev V.A., Mirer S.A., Sazonov V.V. Plane oscillations of a gravitational system satellite-stabilizer with maximal speed of response // Acta Astronautica. 1976. V. 3. № 9–10. P. 651–669.
- Gutnik S.A., Sarychev V.A. Symbolic investigation of the dynamics of a system of two connected bodies moving along a circular orbit // In: England M., Koepf W., Sadykov T.M., Seiler W.M., Vorozhtsov E.V. Eds. CASC 2019. LNCS. Springer, Cham, 2019. V. 11661. P. 164–178.
- Гутник С.А., Сарычев В.А. Символьные методы вычисления положений равновесия системы двух связанных тел на круговой орбите // Программирование. 2022. Т. 48. № 2. С. 16–22.
- Wolfram Mathematica website. http://www.wolfram.com/mathematica
- Курош А.Г. Курс высшей алгебры. М.: Наука, 1971. 432 с.
- Сушкевич А.К. Основы высшей алгебры. М.: ОНТИ, 1937. 476 с.
- Батхин A.Б. Параметризация дискриминантного множества многочлена // Программирование. 2016. № 2. С. 8–21.
- Батхин A.Б. Параметризация множества, определяемого обобщенным дискриминантом многочлена // Программирование. 2018. № 2. С. 5–17.
Дополнительные файлы
