RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Компьютерные исследования и моделирование // Архив

Компьютерные исследования и моделирование, 2024, том 16, выпуск 1, страницы 161–174 (Mi crm1156)

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК

Программный комплекс для численного моделирования движения систем многих тел

Е. А. Сухов, Чекина Е.А.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Россия, 125993, г. Москва, ГСП-3, А-80, Волоколамское ш., д. 4

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

УДК: 519.8

Поступила в редакцию: 07.11.2023
Исправленный вариант: 09.11.2023
Принята в печать: 23.11.2023

DOI: 10.20537/2076-7633-2024-16-1-161-174



© МИАН, 2024