Epipolar a personal journal

微分方程与能量守恒(三)

在计算增量时,如果 $\dot{x}$ 和 $\ddot{x}$ 都来自新一时刻的估计,我们就得到了后向欧拉法(Backward Euler)。根据我们前两篇文章的内容,很容易猜测后向欧拉法会使得系统能量稳定或者减小。

后向欧拉法的形式是这样的:

此时新一时刻的状态向量需要满足已知旧时刻时的线性方程,通过求解这一线性方程得到新一时刻的状态。

可以见到,这一线性方程的系数矩阵与前向欧拉法的递推矩阵相同,但由于求解方程对应于求它的逆,这使得结果的能量被缩小。


在复杂/非线性场景下的微分方程比我们这里的单个线性弹簧问题要复杂很多,我们关于能量守恒的讨论需要更加精确地刻画。我们先在这里告一段落,更复杂的内容以后有机会再介绍。