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基于辛Runge-Kutta方法的绳系卫星动力学特性应用研究
Geometric integration method for dynamic behavior of Tethered subsatellite
【Author】 Yi Wei;Zichen Deng;Yan Wang;Bo Wang;Department of Engineering Mechanics,Northwestern Polytechnical University;
【机构】 西北工业大学工程力学系;
【摘要】 针对绳系卫星系统的复杂动力学问题,首先,本文引入对偶变量,将面内绳系卫星的动力学方程从Lagrange系统导入Hamilton系统下;然后,分别利用求解李群或齐次空间上的非线性微分方程和Hamilton系统的微分方程的辛Runge-Kutta方法和经典的四阶Runge-Kutta方法求解了Hamilton体系下的动力学控制方程;最后,通过数值实验发现:与传统的Runge-Kutta方法相比,无论是在Lagrange系统下还是在Hamilton系统下,辛Runge-Kutta方法都能更好的保持绳系卫星系统的能量。
【Abstract】 In the present study,the dynamic vibration of tethered subsatellite is investigated.Firstly,by introducing the symplectic variable into the mechanics system,the governing equation of tethered subsatellite is transformed from Lagrange framework into Hamilton framework;then,the classical fourth order Runge-Kutta method,and the Symplectic Runge-Kutta Method,which is applied to solve the linear and nonlinear differential equations of Lie group,Homogeneous space and Hamilton system,are used to solve the dynamic equation.Through the numerical example and analysis,comparing with the Runge-Kutta method,whatever in Lagrange system or in Hamilton system,the Symplectic Runge-Kutta Method can conserve energy.
【Key words】 Tethered Subsatellite; Hamilton System; Dynamic Equation; Symplectic Runge-Kutta Method; Energy Preserve;
- 【会议录名称】 中国计算力学大会2014暨第三届钱令希计算力学奖颁奖大会论文集
- 【会议名称】中国计算力学大会2014暨第三届钱令希计算力学奖颁奖大会
- 【会议时间】2014-08-10
- 【会议地点】中国贵州贵阳
- 【分类号】V412.4
- 【主办单位】中国力学学会计算力学专业委员会