1 文 献 综 述 报 告 题 目 ： 面 向 多 领 域 物 理 系 统 统 一 模 型 的 求 解 引 擎 研 究 学号 ： 姓名 ： 专业 ： 指导教师 ： 院（系、所） ： 华中科技大学研究生院制 2 根据CAD 中心目前的发展方向，以课题为驱动，结合国内外相关领域的发展趋势，确定本人研究论文题目为“面 向 多 领 域 物 理 系 统 统 一模型的求解引擎研究”，具体研究面向多体系统动力学模型的求解引擎和面向多领域物理系统统一模型的求解引擎。 下面，从计算多体动力学和多领域物理系统建模与仿真两个角度对国内外研究现状进行综述，并进行总结，进一步指出目前存在的问题和可能的发展方向。 一、国内外研究现状 1 .1 计算多体系统动力学 1.1.1 多体系统动力学数学模型 计算多体系统动力学的概念首由 E.J.Haug[1]提出，是指用计算机数值手段来研究复杂机械系统的静力学分析、运动学分析、动力学分析以及控制系统分析的理论和方法。 计算多体系统动力学中所研究的多体系统，根据系统中物体的力学特性可分为多刚体系统、柔性多体系统和刚柔混合多体系统[2]。多刚体系统是指可以忽略系统中物体的弹性变形而将其当作刚体来处理的系统，该类系统常处于低速运动状态；柔性多体系统是指系统在运动过程中会出现物体的大范围运动与物体的弹性变形的耦合，从而必须把物体当作柔性体处理的系统，大型、轻质而高速运动的机械系统常属此类；如果柔性多体系统中有部分物体可以当作刚体来处理，那么该系统就是刚柔混合多体系统，这是多体系统中最 一般 的模型。 对于多刚体系统，自 二 十 世 纪 六 十 年 代 以来，在航 天 和机械两个领域分别 形成 了两种 不 同 的数学建模方法[2][3]，分别 称 为拉 格 朗 日 方法和笛 卡 尔 方法，这两种 建模方法的区 别 在于对刚体位 形描 述的不 同 。 航 天 领域是以系统每 个铰 的一对邻 接 刚体为单 元 ，以一个刚体为参 考 物，另 一个刚体相对该刚体的位 置 由铰 的广 义 坐 标 （ 又 称 拉 格 朗 日 坐 标 ） 来描 述。这样 开 环 系统的位 置 完 全 可由所有铰 的拉 格 朗 日 坐 标 阵 q 所确定。其动力学方程的形式 为拉 格 朗 日坐 标 阵 的二 阶 微 分方程组 ，即 ),,(),(tqqBqtqA ……………………………………… (1) 这种 形式 首先 在解决 拓 ...
