约束运动方程
Simcenter STAR-CCM+ 提供的运动选项可将物理约束应用于体运动,例如,强制体在指定平面上移动。 这些约束允许某些自由度并限制其他自由度。
本节介绍存在物理约束时运动方程的一般形式。 将在单独章节中介绍 Simcenter STAR-CCM+ 提供的约束运动方程中显示的物理量的具体形式(4 自由度操纵运动和平面运动载体)。
约束运动方程由刚体的一般完整约束方程推导得出:
(4900)
其中,
(4901)
对于受约束体,并非
(4902)
其中, 为总约束数。 独立坐标的矢量可以写为:
(4903)
使用广义坐标时,只需
(4904)
对这些方程求微分,得到平移和旋转速度为:
(4905)
其中,
对 Eqn. (4905) 求微分,得到刚体的加速度:
(4906)
其中:
(4907)
且
(4908)
约束条件下的控制方程则可以写为:
(4909)
且
(4910)
且
(4911)
其中,
力与力矩矢量
(4912)
(4913)
要消除
(4914)
此方程具有