polyhedron_gravity — DRIVE `polygrav` op

• Data kinds: any × points → table

• Call: import fullseye as fs; fs.ledger.polyhedron_gravity(mesh, points, density: 'float' = 1.0, G: 'float' = 6.6743e-11, omega: 'float' = 0.0, spin_axis=(0.0, 0.0, 1.0), spin_center=None, normals=None) -> 'dict' (to call the implementation directly, import polygrav; polygrav.polyhedron_gravity(mesh, points, density: 'float' = 1.0, G: 'float' = 6.6743e-11, omega: 'float' = 0.0, spin_axis=(0.0, 0.0, 1.0), spin_center=None, normals=None) -> 'dict'; from the registry, opsdrive.get("polyhedron_gravity"))

• GPU: none (CPU reference implementation only)

Usage

Gravity that a closed, uniform-density polyhedron produces at observation points (the exact formula of Werner & Scheeres 1997).

> The detailed description below is the original text — the summary and the headings are translated.

Parameters

mesh : (vertices (N,3), faces (M,3))

閉じた三角形メッシュ。面は外向き(右手系)に巻く。長さの単位は m として扱う(km のデータは 1000 倍)。

points : (K,3)

観測点 [m]。外・中・表面の上(頂点・辺の上も)のどこでもよい。

density : float

密度 [kg/m³] (正)。

G : float

重力定数(既定 6.67430e-11、CODATA 2018)。

omega : float

自転の角速度 [rad/s] (0 以上)。正なら回る座標の実効ポテンシャルと実効重力も返す。

spin_axis : (3,)

自転軸の向き(正規化する)。既定は +z。

spin_center : (3,), optional

自転軸が通る点。既定は立体の重心(自由に回る天体は重心のまわりに回る)。

normals : (K,3), optional

観測点での外向きの法線。渡すと斜面の角 slope_deg を返す(実効重力と −法線のなす角、

omega = 0 なら重力そのもの)。

Returns

dict

potential (K,) Φ [J/kg] (負。無限遠で 0)、acceleration (K,3) g = −∇Φ [m/s²] (天体へ向く)、

div_g (K,) ∇·g [1/s²] (中で −4πGρ、外で 0、面の上で −2πGρ —— ガウスの法則)、

solid_angle (K,) Σ ω_f(中で 4π、外で 0)、mass [kg]、volume [m³]、center_of_mass (3,)。

omega > 0 のとき effective_potential (K,) = Φ − ½ω²ρ⊥²、effective_acceleration (K,3) = g + ω²ρ⊥

(ρ⊥ は自転軸からの垂直な距離のベクトル)、spin_center (3,)。normals があれば slope_deg (K,)。

Notes

辺の上・頂点の上の点では、その辺の対数 L_e が発散するが掛かる係数 n_fe·r_i が 0 なので、その項を 0 とする(極限値)。メッシュが閉じていない(有向辺が逆向きの辺と打ち消さない)、体積が正でない(内向きの巻き)、非有限、範囲外の索引は ValueError。空の入力(points が 0 要素)は ValueError で拒否する。

References (sample data, literature)

• Sample-data catalog (download URLs / licences) — 2-D uses skimage.data (BSD/public domain) plus synthetic images; 3-D lists download URLs for real data sources (Stanford, PDS, …).

• Operator provenance and references — the sources of the research/methods this op family came from.

• The canonical algorithm (author, year) and its uses are named in the family usage guide above.

Runnable examples (verified samples that actually call this op)

• itokawa_gravity_tour — py -3.11 examples/itokawa_gravity_tour.py

Ops the type connects to (they accept `table` as input)

course_layout · course_occupancy · course_contains · world_build · world_camera · world_move · lidar_scan · rss_longitudinal_same

Same category (`polygrav`)

polyhedron_clip_halfspace

*Provenance: polygrav.py — DRIVE operator registry. This per-op note is generated by tools/opdocs.py md (do not hand-edit).*

polyhedron_gravity — DRIVE polygrav op