On the Use of Half-Implicit Numerical Integration in Multibody Dynamics
On the Use of Half-Implicit Numerical Integration in Multibody Dynamics
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半隐式数值积分在多体动力学中的应用
DOI：
10.1115/1.4056183
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发表时间：
2023
影响因子：
2
通讯作者：
Negrut, Dan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fang, Luning;Kissel, Alexandra;Zhang, Ruochun;Negrut, Dan
这项工作重点介绍了半隐式数值积分在多体动力学指数三微分代数方程 (DAE) 背景下的使用。尽管半隐式数值积分对于常微分方程问题已经很成熟，但据我们所知，没有正式的讨论涵盖其在多体动力学的指数三 DAE 背景下的使用。我们希望解决这个问题，因为与完全隐式方法相比，半隐式积分有两个有吸引力的特征：（i）求解方法不需要计算与约束、摩擦、接触或用户定义的施加力相关的雅可比行列式； (ii) 该解决方案更易于实施。此外，对于非刚性问题，半隐式数值积分可以产生更快的解决方案。在这里，我们概述了数值方法，并结合三种机制进行了演示。我们报告收敛阶行为和求解速度。为生成报告结果而开发的 Python 软件可在公共存储库中开放，用于再现性研究。
This work highlights the use of half-implicit numerical integration in the context of the index three differential algebraic equations (DAEs) of multibody dynamics. Although half-implicit numerical integration is well established for ordinary differential equations problems, to the best of our knowledge, no formal discussion covers its use in the context of index three DAEs of multibody dynamics. We wish to address this since when compared to fully implicit methods, half-implicit integration has two attractive features: (i) the solution method does not require the computation of the Jacobian associated with the constraint, friction, contact, or user-defined applied forces; and (ii) the solution is simpler to implement. Moreover, for nonstiff problems, half-implicit numerical integration yields a faster solution. Herein, we outline the numerical method and demonstrate it in conjunction with three mechanisms. We report on convergence order behavior and solution speed. The Python software developed to generate the results reported is available as open in a public repository for reproducibility studies.
李群约束机械系统的 BDF 积分器
DOI：
10.1016/j.cam.2019.112517
发表时间：
2021
期刊：
J. Comput. Appl. Math.
影响因子：
--
作者：
Victoria Wieloch;M. Arnold
通讯作者：
M. Arnold
绝对坐标中的约束多体运动学和动力学：对表示刚体旋转的三种方法的讨论
DOI：
10.1115/1.4055140
发表时间：
2022
期刊：
ArXiv
影响因子：
--
作者：
Alexandra Kissel;Jay Taves;D. Negrut
通讯作者：
D. Negrut