關於隱式積分方程的一些問題

2022-01-24 13:10:07 字數 2189 閱讀 1624

牛頓運動方程基礎就是牛二運動定律

\[ = \ddot

\]將此二階方程寫為兩個一階方程組

\[\begin

\dot &= ^ \\

\dot &= \bf v

\end

\]其隱式表示式為

\[\begin

^ &= ^t + ^^h \\

^ &= ^t + ^h

\end

\]利用泰勒級數對\(\bf f(x,v)\)進行一階展開,

\[\begin

^ &= ^t + \frac'}(^-^t,^-^t) \\

&= ^t + \frac\delta + \frac\delta

\end

\]其中\(\delta = ^ - ^\), \(\delta = ^ - ^t\)

帶入上面的方程組,整理,可以得到下面的尤拉隱式方程

(配圖的面的順序,弄反了,右手系下x2與x3的位置應該換一下。。。)

在布料系統中,很多受力與速度\(\bf v\)無關,所以問題通常集中在求解\(\frac}\)上。假設有如下4個點\(\),其中\(x_1\),\(x_2\),\(x_3\)組成三角形,\(x_0\)在三角形上的投影為\(p = \alphax_1+\alphax_2 + \alphax_3\)。它們的受力為斥力,有

\[\begin

f_&= f_ \cdot (x_0 - p) = f \cdot (x_0 - (\alpha_1x_1+\alpha_2x_2+\alpha_3x_3))\\

f_&= -\alpha_1 f_ \\

f_&= -\alpha_2 f_ \\

f_&= -\alpha_3 f_

\end

\],\(f_\)為係數。

那麼,在求\(\frac}\)的時候,就要需要對\(f_\),\(f_\),\(f_\),\(f_\),分別對\(\)進行求解。

對於點\(x_0\)來說,

\[\begin

\frac &= (\frac}, \frac},\frac},\frac}) \\

&= (\frac}, -\alpha_1\frac},-\alpha_2\frac}, -\alpha_3\frac})

\end

\]對其他三個點,情形類似。

\[\begin

\frac &= (\frac}, \frac},\frac},\frac}) \\

&= (\frac}, -\alpha_1\frac},-\alpha_2\frac}, -\alpha_3\frac}) \\

\\\frac &= (\frac},- \alpha_1\frac},-\alpha_2\frac}, -\alpha_3\frac}) \\

\\\frac &= (\frac},-\alpha_1\frac},-\alpha_2\frac}, -\alpha_3\frac}) \\

\end

\]至於求\(\frac}\),按照雅可比公式來求就可以了

\[\frac} = \begin

\frac \\

\frac \\

\frac

\end =

\begin

\frac_x} \ \frac_y} \ \frac_z} \\

\frac_x} \ \frac_y} \ \frac_z} \\

\frac_x} \ \frac_y} \ \frac_z}

\end

\]求解:

\[\begin

\frac} &=

\begin

&f_ \ &0 \ &0 \\

&0 \ &f_ \ &0 \\

&0 \ &0 \ &f_ \\

\end \\

\frac} &= -\alpha_1 \cdot \frac} \\

\frac} &= -\alpha_2 \cdot \frac} \\

\frac} &= -\alpha_3 \cdot \frac}

\end

\]以上。

忘了出處了……好久以前寫的了……

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