Solutore ODE
L'equazione 2.432 e l'equazione 2.444, che sono le equazioni differenziali ordinarie (ODE) che regolano rispettivamente la traslazione e la rotazione a 1 grado di libertà dei limiti e dei volumi, vengono risolte numericamente in Creo Flow Analysis. In particolare, per calcolare il movimento e lo spostamento di un limite e di un volume per l'esecuzione di remesh, per integrare le equazioni differenziali ordinarie vengono adottati i seguenti schemi di marcia temporale: solutore esplicito di Runge-Kutta, di Eulero e per differenziali stiff.
Integrazione dell'equazione della traslazione a un grado di libertà
Sostituendo l'equazione 2.434, l'equazione 2.435 e l'equazione 2.436 nell'equazione 2.432 e raggruppando i termini di forza espliciti in un singolo termine per brevità, l'equazione della traslazione a 1 grado di libertà del movimento viene riscritta nella forma seguente:
Equazione 2.455
dove il termine di forza calcolato in modo esplicito è:
Equazione 2.456
Con le condizioni iniziali e al limite specificate, lo spostamento del corpo solido viene ottenuto integrando l'equazione 2.455 con schemi di marcia temporale espliciti. Nel passo temporale , le formule generali sono le seguenti:
Equazione 2.457
Equazione 2.458
dove la somma dei fattori di peso è l'unità:
Equazione 2.459
Con la scelta dei fattori di peso vengono derivati diversi schemi. Di seguito sono riportati ad esempio gli schemi espliciti di Eulero e di Runge-Kutta.
Solutore esplicito di Eulero (primo ordine)
Con e , lo schema esplicito di Eulero è il seguente:
Equazione 2.460
Equazione 2.461
Solutore esplicito di Runge-Kutta
I solutori di Runge-Kutta sono schemi espliciti del 2° e del 4° ordine, riportati di seguito.
Schema del secondo ordine
Equazione 2.462
Equazione 2.463
Schema del quarto ordine
Equazione 2.464
Equazione 2.465
dove
Equazione 2.466
Equazione 2.467
Equazione 2.468
Equazione 2.469
Solutore per differenziali stiff (esplicito)
In aggiunta agli schemi standard di Eulero e di Runge-Kutta, in Creo Flow Analysis è stato sviluppato un solutore per differenziali stiff per integrare l'equazione differenziale ordinaria della traslazione a 1 grado di libertà. È il metodo di default per i movimenti dinamici dei corpi solidi.
Integrazione dell'equazione della rotazione a un grado di libertà
Come per la traslazione, sostituendo l'equazione 2.446 e l'equazione 2.447 nell'equazione 2.444 e raggruppando i termini di coppia espliciti in un singolo termine per brevità, l'equazione della rotazione a 1 grado di libertà del movimento (equazione 2.444) viene riscritta nella forma seguente:
Equazione 2.470
dove il termine di coppia calcolato in modo esplicito è:
Equazione 2.471
Con le condizioni iniziali e al limite specificate, l'angolo di rotazione viene ottenuto integrando l'equazione 2.470 con schemi di marcia temporale espliciti. Nel passo temporale , le formule generali sono le seguenti:
Equazione 2.472
Equazione 2.473
dove la somma dei fattori di peso è l'unità:
Equazione 2.474
Con la scelta dei fattori di peso vengono facilmente derivati diversi schemi. Di seguito sono riportati gli schemi espliciti di Eulero e di Runge-Kutta.
Solutore esplicito di Eulero (primo ordine)
Con e , lo schema esplicito di Eulero è il seguente:
Equazione 2.475
Equazione 2.476
Solutore esplicito di Runge-Kutta
I solutori di Runge-Kutta sono schemi espliciti del 2° e del 4° ordine, riportati di seguito.
Schema del secondo ordine
Equazione 2.477
Equazione 2.478
Schema del quarto ordine
Equazione 2.479
Equazione 2.480
dove
Equazione 2.481
Equazione 2.482
Equazione 2.483
Equazione 2.484
Solutore per differenziali stiff (esplicito)
In aggiunta agli schemi standard di Eulero e di Runge-Kutta, in Creo Flow Analysis è stato sviluppato un solutore per differenziali stiff per integrare l'equazione differenziale ordinaria della rotazione a 1 grado di libertà (equazione 2.444). È il metodo di default per i movimenti dinamici dei corpi solidi.
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