¿Qué es la ecuación de Davis y por qué se usa en un simulador de tren?

He estado tratando de entender cómo funciona Microsoft Train Simulator y la gente parece usar alguna ecuación de Davis para calcular la fricción. Así que mis preguntas son: ¿Qué es? ¿Por qué lo usan? ¿Existen alternativas para calcular la fricción del tren/existen otras formas de calcular la fricción del tren?

Respuestas (1)

Básicamente, la ecuación de Davis es una fórmula de resistencia que se utiliza principalmente en situaciones básicas de arranque y parada, como los trenes. La fórmula básica:

R ′ = 1.3 + 29 w + .045 v + .0005 a v 2 w norte
R es la resistencia, w es la carga por eje en toneladas cortas, n es el número de ejes y a es el área frontal del tren en pies cuadrados. Según Szanto en Rolling Resistance Revisitedpuede modificar la ecuación para que se ajuste a los vagones de carga estándar, pero los conceptos son los mismos, teniendo en cuenta también la resistencia del aire. Cuando usted o el simulador sustituyen los valores anteriores para generar ciertos valores necesarios para la simulación, puede encontrar coeficientes de arrastre relativamente precisos. Cuando obtenga resistencia/arrastre, el simulador calculará cualquier otro factor que sea necesario y luego creará la imagen apropiada. Esto (según Microsoft Train Simulator) sucede cientos de veces por segundo en la configuración más alta para brindar datos de alta calidad para el usuario exigente. Ahora, en cuanto a su tercera pregunta, sí, hay otras formas de calcular la fricción, pero la Ecuación de Davis fue diseñada específicamente para este propósito y no requiere valores extraños y, en cierto sentido, es la ecuación más "simplificada" para este propósito.
R = 14 ∗ 10 ( METRO ) ( norte )
Esta función de raíz cuadrada producirá coeficientes de resistencia más precisos para vagones más altos. Si alguien ha encontrado métodos más precisos y EFICIENTES para encontrar la resistencia de los trenes que el Davis, edítelo o responda así, pero desde mi punto de vista, Train Simulator, como todos los programas de computadora, usa esta ecuación para equilibrar la precisión y la velocidad de cálculo.

Es poco probable que los juegos usen el segundo porque las raíces cuadradas son una operación relativamente costosa y una potencia de dos es relativamente barata.
@evandentremont: Consulte instlatx64.atw.hu donde midieron todas las instrucciones de muchas CPU. De hecho, una CPU Intel contemporánea aleatoria se multiplica mucho más rápido (aproximadamente 2,5-7 veces, según la variante específica del comando FSQRT que se utilice). Pero si implica dividir, entonces FSQRT puede, en casos específicos, incluso ser un poco más rápido; al menos no es más lento en un orden de magnitud, más como 4/5 más o menos. Resumir las muchas operaciones necesarias para la primera fórmula en esta respuesta sería más lento en general que el segundo (dependiendo de la CPU).
Si alguien quisiera, podría leer más sobre los procesos computacionales detrás de la raíz cuadrada frente a los procesos estándar. Tal vez arrojaría algo de luz sobre las decisiones de los programadores.
@evandentremont También hay "trucos" con cosas como el método 0x5F3759DF que aprovecha cosas como representaciones de bits particulares utilizadas por las CPU modernas y el hecho de que "lo suficientemente cerca" a menudo funciona para juegos, incluso cuando no lo es para simulaciones científicas. Entonces, dependiendo de lo que esté haciendo un programador, un conteo estricto de operaciones de la fórmula oficial puede o no indicar la complejidad computacional.
¡Gracias por su respuesta! @jihyun! Pero tengo una pregunta, si esto calcula la resistencia, ¿puedo preguntar de qué exactamente? ¿Solo resistencia del aire? ¿O también la resistencia de las ruedas?
Debido a que las variables incluyen el área de superficie del frente, definitivamente puede derivar la resistencia del aire. Sin embargo, R' simplemente representa la fricción total del sistema (ejes, rieles y todo lo relacionado con el sistema de movimiento). Sin embargo, estoy seguro de que el sistema tiene en cuenta la resistencia básica del aire.
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