cnbody

C/C++で記述された最も簡単なN体シミュレーションコードです． gnuplotによる可視化処理を含んでいます．

Overview

このプログラムはN体シミュレーションに必要な処理をのうち，エッセンシャルな部分のみで構成されたプログラミングコードです． プログラミング言語には，C/C++を利用しており，ローカル環境でも十分動作できるものを目指します．

Web page link

このプログラムを作成するための手順や考え方を記載したWebページを公開予定です．

Feature

このプログラムは下記のシミュレーション想定で実装されています．

• 重力計算：直接計算法
• 時間積分法：Leap-Frog法
• テーマ：Cold Collapse
  • 初期密度：一様球
  • 初期速度：マクスウェル分布
• 解析ツール：gnuplot
  • 基礎）位置の時間変化をgif化
  • 基礎）全エネルギーの時間変化
  • 発展）タイムステップによるエネルギー誤差
  • 発展）バイナリ形式のファイルを読み込む
• 実行オプション
  • 出力先ディレクトリを変更できる
  • タイムステップを変更できる
  • 終了時間を変更できる
  • 粒子数を変更できる
  • Softening lengthが変更できる
  • Virial比が変更できる
  • エネルギー計算に用いる重心からのカットオフ半径を変更できる
  • ファイル出力の周期を変更できる
  • 画面出力時間を変更できる
  • ファイル出力形式をバイナリに変更できる

Execution options

• -o：出力先ディレクトリ名の指定
• -t：タイムステップの指摘
• -T：終了時間の指定
• -n：粒子数の指定
• -s：Softening lengthの指定
• -v：Virial比の指定
• -r：カットオフ半径の指定
• -d：ファイル出力の周期をタイムステップで指定
• -D：画面出力の周期をタイムステップで指定
• -b：ファイルをバイナリで出力する

Coding rule

• マクロ：全大文字＋アンダースコア
• 構造体：頭文字大文字
• ローカル変数：頭文字小文字