基于MATLAB的三维球体动力学模拟系统

资 源 简 介

该系统利用MATLAB模拟多球体在三维空间中的物理行为，支持参数自定义并实时可视化运动轨迹。具备碰撞检测、能量分析功能，可生成详细数据报告，适用于物理教学与动力学研究。

详 情 说 明

三维球体动力学模拟系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的三维球体动力学模拟系统，能够精确模拟多个球体在物理环境中的动态行为。系统采用牛顿运动定律构建物理引擎，通过高效的碰撞检测算法实现球体间的交互作用，并实时可视化运动过程。用户可以自定义各种物理参数和环境条件，适用于物理教学、运动规律研究和碰撞动力学分析等场景。

功能特性

• 多球体动力学模拟：支持同时模拟多个球体的运动轨迹和相互作用
• 物理参数自定义：可设置球体数量、半径、质量、初始位置/速度、弹性系数等属性
• 环境参数调节：支持调整重力加速度、空气阻力系数、时间步长等环境参数
• 实时3D可视化：采用MATLAB三维图形渲染技术，动态显示球体运动过程
• 碰撞检测系统：基于AABB/OBB边界盒交叉检测算法，确保碰撞计算的准确性
• 运动数据分析：提供位置-时间、速度-时间、动能变化等多种分析曲线
• 数据导出功能：支持将模拟结果导出为MAT文件或Excel格式供后续分析

使用方法

1. 在MATLAB中打开项目主文件
2. 修改parameters.m文件中的模拟参数（球体属性、环境参数等）
3. 运行主程序开始模拟
4. 观察实时生成的3D运动动画
5. 查看自动生成的运动数据报告和统计分析
6. 根据需要导出运动数据结果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 需要安装MATLAB基础模块和3D可视化工具包
• 推荐4GB以上内存以获得流畅的模拟体验

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括物理引擎初始化、运动方程求解、碰撞检测处理、实时动画渲染以及数据分析输出。它负责协调整个模拟流程，从参数读取到结果展示的全过程控制，确保物理计算的准确性和可视化效果的实时性。该文件实现了运动状态更新、边界条件处理、能量守恒计算等关键算法，并生成完整的运动分析报告。