Похоже, что вы все усложнете. Упаковка в
круг кругов
одного фиксированного радиуса - гораздо проще процитированных задач.
Добавлено спустя 11 минут 50 секунд:
И похоже, что оптимальным будет симметричное (относительно поворота) заполнение либо начиная с мелкого круга в центре большого круга (и далее в соответствии с шестигранной решеткой), либо начиная от границы большого круга располагая там максимально возможное число кругов, касающихся границы.
Добавлено спустя 20 минут 28 секунд:
Не, не все так просто. Нашел такую статейку:
http://www.gerad.ca/fichiers/cahiers/G-2003-68.pdf
с поучительной картинкой Fig. 1.
//
переношу в корень