赛车游戏中赛车的物理建模
一般情况下,赛车的物理建模可能需要需要以下的这些数据:
1、最高时速;
2、最大功率,用于计算牵引力或速度,功率(W)=速度(m/s)*力(N)),0-100km/h的加速时间,可以用于计算启动阶段大概的加速情况;
3、最大转速,一般的汽车上的仪表都有这项,所以很重要,单位为rpm(即转每分,一分钟转动的圈数);
4、最大扭矩,一般的扭矩输出还和轮齿比有关(涉及到轮齿力矩的问题),这里的最大扭矩是指引擎的最大扭矩,计算牵引力时还要乘上 当前档位的轮齿比,牵引力(N)=扭矩(N*m)*轮齿比/轮胎半径(m);
5、轮胎的相关数据,联合扭矩进行计算,网上找到的数据格式为:235/35 R19 [轮胎宽/扁平比 轮框直径(单位为in,即英寸,1英寸=2.54厘米)];
6、变速箱的各档位的轮齿比和终传比,这是设计挂档时必须的数据,一般要联合转速和轮胎半径进行计算,速度(km/h)=转速(rpm)*60(一小时有60分钟)*轮胎圆周长(km)/(轮齿比*终传比),轮胎圆周长(km)=2*PI(圆周率)*轮胎半径(km),一般情况轮胎圆周长可视为0.002km。
变速箱各个轮齿比,例如:
欧规六速变速箱 3.636(一档)/2.375(二档)/1.761(三档)/1.346(四档)/0.971(五档)/0.756(六档) 终传比为3.900 可能还有一个倒车档,一般系数和一档差不多
附:1-5的数据可以在汽车网站上找到相关数据,例如(www.autohome.com.cn);
6的各种变速箱各个挡位的轮齿比等信息可以在这找到(http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_ZF_transmissions)。
在附加几个计算公式:
空气阻力(N)=(空气密度(kg/m^3)*速度*速度(m/s)*受风面积(m^2)*风阻系数(一般赛车的风阻系数为0.1~0.3之间))/2
滚动摩擦阻力(N)=滚动摩擦系数*轮胎承重(N)
滑行距离(m)=速度*速度(m/s)/[2*重力加速度(m/s^2)*(摩擦系数(若轮胎抱死,则用滑动摩擦力计算,0.55左右;若有ABS防抱死系统,则可以算为0.95左右)*cosθ+sinθ(θ为坡面的坡度,上坡为正,下坡为负))]
上面的几个系数,还需要自己找资料,并根据汽车的具体参数来调整。
空气密度:1.293kg/m^3;
各种赛车的风阻系数可参考(http://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_drag_coefficient);
汽车滚动摩擦系数可参考(http://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_resistance);
另外要注意汽车引擎功率的实际效率问题。
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