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PDF 865 / 1160 step size chosen. A program written to integrate equation (10.35) by Euler's method produced the
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已选定步长。编写了一个程序,用欧拉法对式 (10.35) 进行积分,所得结果列于图 10.17 的表中。使用不同步长对该程序进行了多次试运行,图中给出了使用 $h = 0.00001$ ( $V_a$ ) 和 $h = 0.000005$ ( $V_b$ ) 的结果以及解析解 (10.31) 的结果。

可以看出,使用步长 $h = 0.000005$ 所得的结果与解析解至少在小数点后四位上一致,且两个数值解 $V_a$ 和 $V_b$ 之间的一致性达到小数点后四位。这种一致性表明数值解的精度是足够的。

因此,步长 $h = 0.000005$ 似乎能产生至少精确到小数点后四位、甚至更高精度的结果。使用该步长,得到了图 10.18 所示的 $(v, t)$ 曲线。首先,作为对比,图中给出了对由式 (10.30) 描述的标准阻尼器进行测试的预测结果。其次,图中给出了对带有参数 $a = 4$ 的新型阻尼器模型进行测试的预测结果。可以看出,改进后的阻尼器使滑车停止所需的时间比原模型更短。

t V a V b V a − V b (10.31)
0.000 1.500 00 1.500 00 1.500 00
0.020 1.154 76 1.154 77 0.000 01 1.154 78
0.040 0.885 92 0.885 94 0.000 01 0.885 95
0.060 0.676 58 0.676 60 0.000 02 0.676 62
0.080 0.513 57 0.513 59 0.000 02 0.513 61
0.100 0.386 63 0.386 65 0.000 02 0.386 67
0.120 0.287 79 0.287 81 0.000 02 0.287 82
0.140 0.210 82 0.210 84 0.000 01 0.210 85
0.160 0.150 89 0.150 90 0.000 01 0.150 91
0.180 0.104 21 0.104 23 0.000 01 0.104 24
0.200 0.067 87 0.067 88 0.000 01 0.067 89
0.220 0.039 57 0.039 58 0.000 01 0.039 59
0.240 0.017 54 0.017 54 0.000 01 0.017 55
0.260 0.000 38 0.000 38 0.000 01 0.000 39
0.280 − 0.012 98 − 0.012 98 0.000 01 − 0.012 97

图 10.17
阻尼器设计问题
的计算结果。

图 10.18
阻尼器测试的
速度–时间曲线
对比。