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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