Аннотация:
В настоящей работе решается задача численного моделирования движения механических систем, состоящих из твердых тел с произвольными массово-инерционными характеристиками. Предполагается, что рассматриваемые системы являются пространственными и могут содержать замкнутые кинематические цепи. Движение системы происходит под действием внешних и внутренних сил достаточно произвольного вида.
Моделирование движения механической системы производится полностью автоматически при помощи вычислительного алгоритма, состоящего из трех основных этапов. На первом этапе на основе задаваемых пользователем начальных данных выполняется построение графа механической системы, представляющего ее иерархическую структуру. На втором этапе происходит вывод дифференциально-алгебраических уравнений движения системы. Для вывода уравнений движения используется так называемый метод шарнирных координат. Отличительной чертой данного метода является сравнительно небольшое количество получаемых уравнений движения, что позволяет повысить производительность вычислений. На третьем этапе выполняются численное интегрирование уравнений движения и вывод результатов моделирования.
Указанный алгоритм реализован в виде программного комплекса, содержащего систему символьной математики, библиотеку графов, механический решатель, библиотеку численных методов и пользовательский интерфейс.
Ключевые слова:компьютерное моделирование, виртуальное прототипирование, цифровые двойники, механика систем многих тел, метод шарнирных координат
Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда (проект № 19-11-00116) в Московском авиационном
институте (национальном исследовательском университете).
Поступила в редакцию: 07.11.2023 Исправленный вариант: 09.11.2023 Принята в печать: 23.11.2023
Тип публикации:
Статья
УДК:519.8
Образец цитирования:
Е. А. Сухов, Чекина Е.А., “Программный комплекс для численного моделирования движения систем многих тел”, Компьютерные исследования и моделирование, 16:1 (2024), 161–174
\RBibitem{SukChe24}
\by Е.~А.~Сухов, Чекина~Е.А.
\paper Программный комплекс для численного моделирования движения систем многих тел
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2024
\vol 16
\issue 1
\pages 161--174
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm1156}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2024-16-1-161-174}