Математическое моделирование механических систем со многими степенями свободы
В статье развита методология математического моделирования механических систем со многими степенями свободы с опорой на фундаментальные классические принципы лагранжевой механики и построение математической модели в виде системы уравнений Лагранжа второго рода, преобразуемых в гамильтонову систему в форме Якоби. По данной методике получена система Якоби — модель спуска осесимметричных груза и парашюта в земной атмосфере в режиме потенциального обтекания с наполненным куполом парашюта. Для модели в виде шарнирной связки двух твердых тел с девятью степенями свободы получены выражения кинетического потенциала и обобщенных сил. Предложена алгоритмизация дальнейших этапов исследования с использованием многошагового экстраполяционного метода Адамса для интегрирования системы Якоби и численного дифференцирования кинетического потенциала по обобщенным координатам. Обсуждаются вычислительные и методические погрешности результата численного дифференцирования. Дан обзор работ по проблеме регуляризации алгоритмов численного дифференцирования.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
В статье развита методология математического моделирования механических систем
со многими степенями свободы с опорой на фундаментальные классические
принципы лагранжевой механики и построение математической модели в виде системы
уравнений Лагранжа второго рода, преобразуемых в гамильтонову систему
в форме Якоби. <...> По данной методике получена система Якоби — модель спуска осесимметричных
груза и парашюта в земной атмосфере в режиме потенциального
обтекания с наполненным куполом парашюта. <...> Для модели в виде шарнирной связки
двух твердых тел с девятью степенями свободы получены выражения кинетического
потенциала и обобщенных сил. <...> Предложена алгоритмизация дальнейших этапов
исследования с использованием многошагового экстраполяционного метода Адамса
для интегрирования системы Якоби и численного дифференцирования кинетического
потенциала по обобщенным координатам. <...> Обсуждаются вычислительные и методические
погрешности результата численного дифференцирования. <...> Дан обзор
работ по проблеме регуляризации алгоритмов численного дифференцирования. <...> Ключевые слова: математическое моделирование, парашютная система, уравнения
Лагранжа, численное интегрирование и дифференцирование. <...> Исходя из лагранжевых принципов теоретической механики, изучение
систем c большим числом степеней свободы сводится к исследованию
систем дифференциальных уравнений Лагранжа 2-го рода [1–4]. <...> Неоднозначность выбора обобщенных координат позволяет изучать
динамику систем в различных конфигурационных пространствах (фазовых
пространствах, пространствах состояний — в другой терминологии). <...> Первоначальной задачей теоретической части исследования
после выбора обобщенных координат является получение формулы
кинетического потенциала (разности между кинетической и потенциальной
энергиями механической системы), а итогом — формулы обобщенных
сил (коэффициентов влияния вариаций <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: