Rocketpy -Analytics Vidhya를 사용한 로켓 런칭 시뮬레이션 및 분석

Rocketpy : 포괄적 인 가이드로 로켓 발사 시뮬레이션

이 기사는 강력한 파이썬 라이브러리 인 Rocketpy를 사용하여 고출력 로켓 런칭을 시뮬레이션하는 것을 안내합니다. 로켓 구성 요소 정의에서 시뮬레이션 결과 분석 및 데이터 시각화에 이르기까지 모든 것을 다룹니다. 학생이든 노련한 엔지니어이든이 자습서는 실용적이고 실습 경험을 제공합니다.

학습 목표 :

• 로켓 런칭 시뮬레이션을위한 마스터 로켓.
• 로켓 구성 요소 (모터, 본체, 지느러미, 낙하산)를 구성하십시오.
• 비행 시뮬레이션을 수행하고 해석합니다.
• matplotlib를 사용하여 데이터를 시각화하고 푸리에 분석을 수행하십시오.
• 일반적인 시뮬레이션 문제를 해결하십시오.

(이 기사는 데이터 과학 블로그의 일부입니다.)

목차 :

• 소개
• Rocketpy 란 무엇입니까?
• 필요한 데이터 다운로드
• 라이브러리 및 환경 설정 가져 오기
• 견고한 모터 사양 이해
• 로켓 치수 및 부품 구성
• 낙하산 추가 및 구성
• 시뮬레이션 실행 및 분석
• 궤적을 KML로 내보내는 것
• 데이터 분석 및 시각화
• 결론
• 자주 묻는 질문

Rocketpy 란 무엇입니까?

Rocketpy는 고출력 로켓 항공편을 시뮬레이션하고 분석하기위한 파이썬 라이브러리입니다. 로켓 구성 요소 (솔리드 모터, 지느러미, 낙하산)를 모델링하고 출시 및 비행 중에 동작을 시뮬레이션합니다. 사용자는 플롯 및 데이터 내보내기를 통해 로켓 매개 변수를 정의하고 시뮬레이션을 실행하며 결과를 시각화합니다.

필요한 데이터 다운로드 :

시뮬레이션을 위해이 파일을 다운로드하십시오.

 ! PIP Rocketpy 설치
! curl -o naca0012-radians.csv https://raw.githubusercontent.com/rocketpy-team/rocketpy/master/data/calisto/naca0012-radians.csv
! curl -o cesaroni_m1670.eng https://raw.githubusercontent.com/rocketpy-team/rocketpy/master/data/motors/cesaroni_m1670.eng
! curl -o poweroffdragcurve.csv https://raw.githubusercontent.com/rocketpy-team/rocketpy/master/data/calisto/poweroffdragcurve.csv
! curl -o powerondragcurve.csv https://raw.githubusercontent.com/rocketpy-team/rocketpy/master/data/calisto/powerondragcurve.csv

라이브러리 가져 오기 및 환경 설정 :

필요한 라이브러리를 가져오고 위치 및 대기 조건을 정의하십시오.

 로켓 수입 환경, SolidMotor, Rocket, Flight에서
DateTime 가져 오기

# 환경 초기화
Env = 환경 (위도 = 32.990254, 경도 = -106.974998, 고도 = 1400)
내일 = datetime.date.today () datetime.timedelta (days = 1)
env.set_date ((내일.
Env.set_atmospheric_model (type = "예측", file = "gfs")
Env.Info () 

Environment 클래스는 정확한 시뮬레이션을 위해 지리적 위치와 대기 조건을 설정합니다.

견고한 운동 특성 이해 :

모터 매개 변수 정의 (스러스트, 치수, 속성) :

 pro75m1670 = solidmotor (
    thrust_source = "cesaroni_m1670.eng",
    dry_mass = 1.815,
    dry_inertia = (0.125, 0.125, 0.002),
    nozzle_radius = 33 / 1000,
    grain_number = 5,
    grain_density = 1815,
    grain_outer_radius = 33 / 1000,
    grain_initial_inner_radius = 15 / 1000,
    grain_initial_height = 120 / 1000,
    grain_separation = 5 / 1000,
    grains_center_of_mass_position = 0.397,
    center_of_dry_mass_position = 0.317,
    nozzle_position = 0,
    burn_time = 3.9,
    Throat_radius = 11 / 1000,
    coordinate_system_orientation = "nozzle_to_combustion_chamber",
))
pro75m1670.info () 

SolidMotor 클래스는 모터의 물리적 및 성능 특성을 정의합니다.

로켓 치수 및 구성 요소 구성 :

로켓 매개 변수 정의 (치수, 구성 요소, 모터 통합) :

 Calisto = 로켓 (
    반경 = 127 / 2000,
    질량 = 14.426,
    관성 = (6.321, 6.321, 0.034),
    power_off_drag = "PowerOffDragCurve.csv",
    power_on_drag = "PowerOndRagCurve.csv",
    center_of_mass_without_motor = 0,
    coordinate_system_orientation = "tail_to_nose",
))

calisto.set_rail_buttons (topper_button_position = 0.0818, lower_button_position = -0.618, angular_position = 45)
calisto.add_motor (pro75m1670, 위치 = -1.255)
calisto.add_nose (길이 = 0.55829, 종류 = "vonkarman", 위치 = 1.278)
calisto.add_trapezoidal_fins (n ​​= 4, root_chord = 0.120, tip_chord = 0.060, span = 0.110, 위치 = -1.04956, cant_angle = 0.5, airfoil = ( "NACA0012-radians.csv", "radians")
calisto.add_tail (top_radius = 0.0635, bottom_radius = 0.0435, 길이 = 0.060, 위치 = -1.194656)

calisto.all_info () 

Rocket 클래스는 로켓의 구조 (핀, 코 원뿔)를 정의하여 안정성과 공기 역학에 영향을 미칩니다. 대량 음모가 따릅니다.

낙하산 추가 및 구성 :

안전한 회복을 위해 낙하산 추가 :

 main = calisto.add_parachute (
    "기본",
    CD_S = 10.0,
    트리거 = 800,
    sampling_rate = 105,
    LAG = 1.5,
    노이즈 = (0, 8.3, 0.5),
))

drogue = calisto.add_parachute (
    "띄우는 닻",
    CD_S = 1.0,
    트리거 = "apogee",
    sampling_rate = 105,
    LAG = 1.5,
    노이즈 = (0, 8.3, 0.5),
)) 

낙하산은 통제 된 하강에 중요합니다. 드래그 계수 및 배포 고도와 같은 매개 변수가 중요합니다.

시뮬레이션 실행 및 분석 :

비행 시뮬레이션 실행 :

 test_flight = 비행 (
    Rocket = Calisto, Environment = Env, Rail_length = 5.2, 경사 = 85, adging = 0
))
test_flight.all_info () 

Flight 클래스는 궤적을 시뮬레이션합니다.

KML로 궤적 내보내기 :

Google 어스에서 시각화를 위해 궤적을 내 보냅니다.

 test_flight.export_kml (file_name = "trajectory.kml", elbtrude = true, allitude_mode = "regal_to_ground")

데이터 분석 및 시각화 :

분석 및 결과를 시각화합니다 (질량, 리프트 오프 속도, 푸리에 분석 별 Apogee) :

 rocketpy.utilities import apogee_by_mass, heaptoff_speed_by_mass
Numpy를 NP로 가져옵니다
matplotlib.pyplot을 plt로 가져옵니다
# ... (플로팅 및 푸리에 분석을위한 코드) ... 

시각화는 로켓 성능과 역학을 이해하는 데 도움이됩니다.

결론:

Rocketpy는 로켓 비행 시뮬레이션 및 분석을위한 강력한 프레임 워크를 제공합니다. 이 튜토리얼은 완전한 연습을 제공하여 사용자가 시뮬레이션을 수행하고 결과를 분석하며 데이터를 효과적으로 시각화 할 수 있습니다.

주요 테이크 아웃 :

• 포괄적 인 로켓 시뮬레이션 프로세스.
• 실습 파이썬 코드 예제.
• 정확한 시뮬레이션을위한 구성 요소 구성의 중요성.
• 비행 역학을 더 잘 이해하기위한 데이터 시각화.
• 문제 해결 팁 및 리소스.

자주 묻는 질문 :

• Q1 : Rocketpy 란 무엇입니까? A : 고출력 로켓 비행을 시뮬레이션하고 분석하기위한 파이썬 라이브러리.
• Q2 : Rocketpy를 설치하는 방법? A : pip install rocketpy 사용하십시오.
• Q3 : 오류가 발생하면 어떻게해야합니까? A : 매개 변수, 데이터 파일 및 경로를 확인하십시오. 자원 문제 해결을 참조하십시오.
• Q4 : 결과를 시각화하는 방법? A : Google Earth의 KML로 내보내고 사용자 정의 플롯에는 Matplotlib를 사용하십시오.

(참고 : 이미지는이 응답에 의해 소유되지 않으며 입력에 제공된대로 사용됩니다.)

위 내용은 Rocketpy -Analytics Vidhya를 사용한 로켓 런칭 시뮬레이션 및 분석의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!