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2009年6月 4日 (木曜日)

衝突断面積と投影形状

ZARMでの研究の近況。
微小デブリの衝突が衛星の運動におよぼす擾乱についてモデル化し、MATLABのS-Functionブロックとして実装します。数分程度のスパンで時間平均した、運動量の飛来方向分布を出力するモデルその1は5月中にできました。今はモデルその2として、時間軸に沿って個々の衝突をパルス列として出力するモデルに取り組んでいます。

MASTERがCPEモードで出力するダンプファイルには、個々の衝突の確率・質量・速度・方向・軌道要素などがテキスト形式で記録され、私の設定だと約560万行で、1GB以上。レコード数はそのままに、使う特性値だけ残して、MATLABのバイナリ形式で保存し直すと約150MBに圧縮。

この560万件の中から特定の時刻、実際には特定のtrue latitude範囲のものを抽出するのに約0.5秒。CPEダンプに記録されているtrue latitudeの最小桁は0.01度刻みで、時間にして0.15秒刻み相当。0.01度刻みでも同じtrue latitudeをもつ衝突が560万/(360度/0.01度)で平均150件くらい存在することになります。

この150件の衝突候補それぞれの単位面積あたりフラックスに、その飛来方向から見た宇宙機の断面積を掛けたものを、乱数と比較して、衝突が起きるかどうか判定します。

この「飛来方向から見た宇宙機の投影面積」をどうするかで、先週いっぱい悩んでいました。しかも、衝突による並進力を出すだけなら投影面積だけでいいですが、トルクも出したいので、投影形状が必要です。まともにやろうとすると、それだけでひと課題になります。

先週末に良い方法が思いつきました。
言ってみれば簡単なのですが、衛星をとりあえず球や円柱など簡単な形状として、衝突判定関数を実装すれば、プログラムを完成させられます。あとでそこだけ、詳細形状のモデルと置き換えやすいようにしておけば、私が去った後のメンテもしやすいでしょう。そんな感じで壁を抜けて、今週に入ってまた順調に進んでいます。

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