Was ist die Davis-Gleichung und warum wird sie in einem Train Simulator verwendet?

Ich habe versucht zu verstehen, wie Microsoft Train Simulator funktioniert, und die Leute scheinen eine Davis-Gleichung zu verwenden, um die Reibung zu berechnen. Meine Fragen sind also: Was ist das? Warum benutzen sie es? Gibt es Alternativen zur Berechnung der Zugreibung/gibt es andere Möglichkeiten zur Berechnung der Zugreibung?

Antworten (1)

Grundsätzlich ist die Davis-Gleichung eine Widerstandsformel, die hauptsächlich in grundlegenden Go-Stop-Situationen wie Zügen verwendet wird. Die Grundformel:

R ' = 1.3 + 29 w + .045 v + .0005 A v 2 w N
R ist der Widerstand, w ist die Achslast in kurzen Tonnen, n ist die Anzahl der Achsen und a ist die Frontfläche des Zuges in Quadratfuß. Laut Szanto in Rolling Resistance RevisitedSie können die Gleichung an Standardgüterwagen anpassen, aber die Konzepte sind die gleichen, wobei auch der Luftwiderstand berücksichtigt wird. Wenn Sie oder der Simulator die obigen Werte ersetzen, um bestimmte notwendige Werte für die Simulation zu erhalten, können Sie relativ genaue Luftwiderstandsbeiwerte finden. Wenn Sie Widerstand/Widerstand erhalten, berechnet der Simulator alle anderen erforderlichen Faktoren und erstellt dann das entsprechende Bild. Dies geschieht (laut Microsoft Train Simulator) Hunderte Male pro Sekunde bei den höchsten Einstellungen, um dem anspruchsvollen Benutzer qualitativ hochwertige Daten zu liefern. Nun zu Ihrer dritten Frage: Ja, es gibt andere Möglichkeiten, die Reibung zu berechnen, aber die Davis-Gleichung wurde speziell für diesen Zweck entwickelt und erfordert keine Fremdwerte und ist in gewissem Sinne die "stromlinienförmigste" Gleichung für diesen Zweck.
R = 14 ∗ 10 ( M ) ( N )
Diese Quadratwurzelfunktion ergibt genauere Widerstandskoeffizienten für größere Waggons. Wenn jemand genauere und effizientere Methoden gefunden hat, um den Widerstand für Züge zu finden, als der Davis, bearbeiten oder antworten Sie bitte so, aber meiner Meinung nach verwendet der Train Simulator, wie alle Computerprogramme, diese Gleichung, um sowohl Genauigkeit als auch Geschwindigkeit auszugleichen Berechnung.

Es ist unwahrscheinlich, dass Spiele die zweite verwenden, da Quadratwurzeln eine relativ teure Operation sind und eine Zweierpotenz relativ billig ist.
@evandentremont: Schauen Sie sich instlatx64.atw.hu an, wo sie alle Befehle vieler CPUs gemessen haben. Eine zufällige zeitgenössische Intel-CPU multipliziert tatsächlich viel schneller (ungefähr 2,5- bis 7-mal, je nachdem, welche spezifische Variante des FSQRT-Befehls verwendet wird). Aber wenn Sie teilen, dann kann FSQRT in bestimmten Fällen sogar etwas schneller sein; zumindest ist es nicht um eine Größenordnung langsamer, eher wie 4/5 oder so. Wenn man die vielen Operationen zusammenfasst, die für die erste Formel in dieser Antwort erforderlich sind, würde sich herausstellen, dass sie insgesamt langsamer ist als die zweite (je nach CPU).
Wenn jemand möchte, könnte ich mich weiter mit den Rechenprozessen hinter Quadratwurzel vs. Standardprozessen befassen. Vielleicht würde es etwas Licht in die Entscheidungen der Programmierer bringen.
@evandentremont Es gibt auch "Tricks" mit Dingen wie der 0x5F3759DF-Methode , die Dinge wie bestimmte Bitdarstellungen nutzen, die von modernen CPUs verwendet werden, und die Tatsache, dass "nah genug" oft für Spiele funktioniert, auch wenn dies möglicherweise nicht für wissenschaftliche Simulationen gilt. Je nachdem, was ein Programmierer tut, kann eine strenge Zählung der Operationen der offiziellen Formel die Rechenkomplexität anzeigen oder auch nicht.
Danke für deine Antwort! @ Jihyun! Aber ich habe eine Frage, wenn dies den Widerstand berechnet, darf ich fragen, was genau? Nur Luftwiderstand? Oder auch der Radwiderstand?
Da die Variablen die Oberfläche der Front umfassen, können Sie definitiv den Luftwiderstand ableiten. R' stellt jedoch einfach die gesamte Systemreibung dar (Achsen, Schienen und alles, was mit dem Bewegungssystem verbunden ist). Ich bin mir jedoch sicher, dass das System den grundlegenden Luftwiderstand berücksichtigt.
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