Some numerical aspects of railway vehicle-track mechanical system simulation

• Autorzy: Sowiński B.

Warianty tytułu

PL

Numeryczne problemy symulacji układu mechanicznego pojazd szynowy-tor

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper includes a survey of solving methods of ordinary differential equations applicable for simulation of railway vehicle dynamics. The paper discusses three main types of methods i.e.: extrapolation method, self-starting methods (Runge-Kutta) and multi-step methods. The paper presents the results obtained using those methods in relation to their accuracy and computer time. Conclusions are based on a series of simulation experiments made for passenger wagon in its ride on a straight track and on a track consisting of typical track sections.

PL

Artykuł zawiera przegląd metod rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych stosowanych do badań symulacyjnych dynamiki pojazdu szynowego. Przedyskutowano w nim trzy główne rodzaje tych metod, tzn. metodę ekstrapolacji, metodę samostartującą Rungego-Kutty i metody wielokrokowe. W artykule są przedstawione analizy wyników uzyskanych przy zastosowaniu tych metod w zależności od dokładności i czasu obliczeń. Sformułowano wnioski dotyczące stosowania podanych metod na podstawie eksperymentów numerycznych związanych z symulacjami ruchu wagonu po trasie zawierającej typowe odcinki toru, tzn. tor prosty, łuk, krzywą przejściową.

Słowa kluczowe

EN

rail vehicle; mechanical system; simulation experiments

PL

układ mechaniczny; pojazdy szynowe; badania symulacyjne

• Wydawca: Warsaw University of Technology, Faculty of Transport
• Czasopismo: Archives of Transport
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol.15, iss.2
• Strony: 95--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sowiński B.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Transport, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa, Polska

Bibliografia

• 1. Report: Modelling of interactions between vehicle and track regarding mechanical anomalies. An application of object programming. Project KBN No. 9T12C 045 15. Warsaw University of Technology, Faculty of Transport Engineering, Warsaw, 2001.
• 2. Elkins J. A.: Prediction of wheel/rail interaction: The State of art. Proc. 12th IAVSD-Symp., Lyon, France, 1991, p. 1, 27.
• 3. Shen Z., Zhan F., Lu X.: Mathematical model of two axle-bogie locomotive and main results of numerical calculation. Proc. 7th IAVSD-Symp., Cambridge, UK, 1981, p. 282-300.
• 4. Lambert J. D.: Numerical Methods for Ordinary Differential Equations. Wiley, 1991.
• 5. Bulirsch R., Stoer J.: Numerical treatment of ordinary differential equations by extrapolation methods. Numerische Mathematik, Vol. 8, 1966, p. 1-13.
• 6. Butcher J. C.: The Numerical Analysis of Ordinary Differential Equations: Runge-Kutta and General Linear Methods. Wiley, 1987.
• 7. Press W. H., Flannery B. P., Teukolsky S. A., Vetterling W. A.: Numerical Recipes in C. Cambridge University Press, 1988.
• 8. Hall G., Watt J.: Modem Numerical Methods for Ordinary Differential Equations. Clarendon Press, 1976.
• 9. Gear C. W.: DIFSUB for solution of ordinary differential equation. Communication ACM, Vol. 14,1971.
• 10. Gear C. W.: Numerical initial value problems in ordinary differential equations. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1971.
• 11. Gordon M. K., Shampine L. F.: Computer solution of ordinary differential equations. Freeman, 1975.
• 12. Cox S. M., Matthews P. C.: Exponential Time Differencing for Stiff Systems. Journal of Computational Physics, 176, 2002, p. 430-455.
• 13. Ohno Hiroshi: Rational Explicit Runge-Kutta Methods with Jacobian Matrices for Stiff Systems of Ordinary Differential Equations. IPSJ Journal, Vol. 33, No. 12, 2002.
• 14. Shampine L. F., Gordon M. K.: Computer Solution of Ordinary Differential Equations. W. H. Freeman & Co., 1975.
• 15. Stoer J., Bulirsch R.: Introduction to Numerical Analysis. Springer-Verlag, New York, 1980.
• 16. Deuflhard P.: Order and Step size Control in Extrapolation Methods. Numerische Mathematik, Vol. 41, 1983, p. 399-422.
• 17. Deuflhard P.: Recent Progress in Extrapolation Methods for Ordinary Differential Equations. SIAM Review, Vol. 27, 1985, p. 505-535.