基于Bathe积分算法的机械系统多体动力学方程求解方法

摘要

准确与高效的求解算法一直是多体系统动力学领域的关键问题.重点研究了将Bathe积分算法应用于机械系统多体动力学方程的求解,将多体系统动力学方程整理为显含广义阻尼矩阵的一般形式.利用Bathe积分策略,推导了基于此形式动力学方程的求解流程,并将广义阻尼矩阵用于迭代计算时雅克比矩阵初值的选择,减少迭代计算次数.为了减小违约的影响,动力学方程中添加了Baumgarte违约稳定项.数值算例表明:利用Bathe积分算法求解多体系统动力学方程具有高准确性、良好的稳定性和较低的数值耗散,显含广义阻尼矩阵的动力学方程形式也使求解更加高效.