高维线性方程组求解,如何更好的逼近真实解
折腾了我好长时间的一个问题了:针对实验室转子,使用Newmark方法求解的时候,出现矩阵病态的情况。然后我试图通过超松弛迭代法求解Newmark模型里面的线性方程组WX=Q,代替程序中W的求逆。结果发现不同的迭代参数,得出的结果不一样(理应是一样的才对)。针对转子模型,求某一转速下不平衡力作用下的响应值,频率对,幅值不同,有问题。究其原因,是针对高维线性方程迭代求解,误差积累导致出现这种情况。
大家讨论一下应该如何解决这个问题?
[此贴子已经被作者于2005-4-30 17:35:29编辑过]
为什么矩阵病态 因为矩阵W=a*K+b*M,a,b是系数,K、M是刚度阵、质量阵,K在没有支承的时候(例如油膜力支承,处理的时候就不加在K里面。)是奇异的,如果M相对K较小,那么W就可能出现不奇异,但是病态的情况。 能不能把病态矩阵处理一下?比如成一个大数或者小数之类的,当然你的方程可能没那么简单,不过对于很多具体的病态方程都有相应的处理方法,能否把你的方程拿出来看看。 另外顺便问一个问题
如果采用Muszynska对转子轴承密封系统进行研究的时候
由于Muszynska模型的表达式实际上表示为汽流激振力与转子位移、速度和加速度的关系,把位移和速度项移到方程左边,我想这个大家都非常清楚是没有问题的,但是如果把加速度项移到右边是否会对方程求解产生影响?
注:激振力加速度项的系数是对角阵。 乘上大数/小数不能解决问题。方程的形式就是动力学方程,使用newmark方法处理见下面的文件。
file://Z:/temp files/discuss files/矩阵病态产生根源.doc 预处理共轭梯度法也许能搞定病态矩阵,预处理是关键
有一点搞混了,刚性方程是不是指系数矩阵病态?如果是的话,那么经过预处理就可以搞定。
[此贴子已经被作者于2005-4-30 20:56:31编辑过]
如果都放到左边那么形式上不是更统一吗? 我们原来针对你的模型进行计算过,还没有忘吧,就是把加速度项放到方程的右边进行计算的,结果算出汽流激振对转子的动力学行为没有明显的影响。但是我也一直存在一个疑问,就是这么做和真实解有多大差别?
与之相关的一个问题就是加速度要不要给初值的问题。inna的程序是首先预算处一个加速度值,为了使程序适合你的问题,我把加速度给随意赋初值,然后右边考虑加速度项。经过验证,如果对于不平衡力和弹性支承的转子,加速度处理前后得到的结果没有多大影响。你的模型就不好说了。:( 就是这个意思,看能不能把加速度项也移过来~主要看是否会影响分析的结果
会议信息
问个问题问啥要把某些项放到右边来算?与放到左边算相比有什么好处吗? 乘大数小数之时举个例子,对于具体的问题应该大部分都可以处理掉的只是方法不太一样 很简单,计算分析方便
[此贴子已经被作者于2005-4-30 21:16:11编辑过]
说实在的上次的分析主要是各应付,如果要深入分析肯定没有上次那么简单,模型要考虑的问题也多得多,另外支承也不再是刚性或者弹性的了,用的也是非线性油膜力,估计的话如果不考虑油膜力这个移动应该买有太大的影响,不过如果考虑了油膜力,那心中就没数了 刚性方程,我个人认为一般就是指系数矩阵病态。
在刚性微分方程的一些书里面,就是把X'=AX里面的A矩阵病态的情况叫做刚性微分方程。
看了一些,但是感觉不好利用,而且主要是理论方面的,低维的。对于高维的还是很迷惑。
刚才baidu了一下刚性方程,找到下面的话,看其中的小3,应该就是这类问题吧:
3) 柔性多体系统动力学
柔性多体系统动力学的研究近年来受到很大的关注,它是多刚体
系统动力学的自然延伸。赫斯敦(R.L. Huston)认为:“多体动力学是
目前应用最活跃的领域之一”,“其中最感兴趣的是将柔性效应并入
动力学控制方程之中”。它之所以受到重视,一方面是由于它对机械、
车辆、军械、机器人、航空、航天等工程领域有重要的实用价值,另
一方面,在理论和学术上也很有意义。其中受关注的问题有:
① 刚体运动与柔性变形的耦合;
② 由大变形引起的几何非线性效应;
③ 运动方程数值解中的“刚性方程”的数值稳定性问题;
④ 柔性机械臂的动力学与控制;
⑤ 柔性机械臂的逆动力学;
⑥ 柔性多体系统的整体姿态稳定性问题;等等.
以上问题有待运用新的数学方法加以解决。
全文不错,可以看看。
http://www.cstam.org.cn/cbw/wenxianjijin/mechanics/chapter2-1.htm
下面的网页是更全面的,上一级网页:
http://www.cstam.org.cn/cbw/wenxianjijin/mechanics/mechanics.htm#目录