物理学中驻波的探讨

驻波是波的干涉的一种特殊现象.针对大学物理学习中较难理解的驻波概念及其特征加以讨论,让其全面理解驻波的特征和驻波与行波的区别.     

细微颗粒在行波和驻波声场中运动特性数值实验

采用数值实验方法对平面行波和驻波声场中悬浮细粒子的受力和运动特性进行了研究.通过对声场中细粒子(PM2.5)受力计算和跟踪声场中不同位置细粒子的运动轨迹,发现行波和驻波声场均能够使气体中的悬浮细微颗粒发生运动并产生汇聚.2种声场所引起的细粒子运动特性存在较大差别,行波声场可使气体中原来静止的悬浮细粒子发生顺声波而下、逆声波而上以及原处振动等运动方式,而驻波声场只能使波节点以外的细粒子发生振动.     

量子力学的位相问题

众所周知,量子力学采用几率的描述方式。一般情况下,波函数,(也称为几率幅)取复数形式。它有模量和幅角。这个幅角就是通常所说的相位,它是我们处理一切物质波(即儿率波)的干涉现象的基础。因此,波函数的相位与它的模量作用相当。然而,很多量子力学教材,没有将相位问题明确地提出来。往往采用这样的叙述方式:量子力     

一种有效的不均匀传输线的分析方法

作为不均匀传输线的一种有效的分析方法,该文提出利用行波变换和驻波变换,把不均匀传输线的变系数电报方程变换为耦合波方程后,运用耦合波理论进行分析,从而极大地简化了不均匀传输线的求解过程．作为应用实例,给出了ｎ阶幂线（ｔｈｅｎｔｈＯｒｄｅｒＢｉｎｏｍｉａｌＬｉｎｅ）的解析解表达式     

液池中大Pr数流体的热流体波

数值研究零重力条件下浅液池中大Pr数流体(Pr = 105.6)的热流体波. 液池的两側有不同的温度, 形成一定的温度差. 当温度差增加并超过临界温度差时, 在液池中会出现从冷端向热端传播的行波. 扰动温度, 扰动速度和扰动压强的相位关系表明这种行波为扰动温度所驱动, 为热流体波. 热流体波很弱, 在热流体波出现时, 在液池中几乎观测不到振荡的流场和温度分布. 对热流体波的形成机理进行了分析和讨论.     

静脉血液流动非线性双曲系统的基本波

研究了静脉血液流动非线性双曲系统的基本波.静脉血液流动可以由一个3×3的非线性偏微分方程系统描述.它是一个非严格的双曲系统.通过特征分析方法,给出了静脉血液流动的基本波——疏散波、激波和驻波.特别地,对于血液流动中的驻波,证明了状态空间存在一个区域?.当给定状态在该区域以外时,存在驻波连接该状态.     

基于互补经验模态分解法的高压直流输电线路故障测距

高压直流输电(H VDC)线路发生接地故障,故障点会产生向线路两侧传播的行波.对测量行波的首个波头到达监测时间点的准确识别,能决定线路故障定位的精度.考虑到故障行波的非线性、非平稳、多模态的特征,传统方法是采用希尔伯特黄变换(HHT)的方法:首先利用经验模态分解(EMD)或集成经验模态分解(EEMD)进行模态解析,分解...     

非线性色散波K(2,2)方程的精确解及动力学性质

【目的】研究了非线性色散波K(2,2)方程的行波解问题。【方法】利用行波变换研究了非线性色散波K(2,2)方程的行波解问题。【结果】获得了非线性色散波K(2,2)方程的各种精确行波解，并讨论了这些解的动力学性质。通过图像模拟，直观地展示了部分精确解的动力学行为和动力学演化现象。【结论】研究发现部分解具有奇异性质，与现有文献中的结果相比，获得的精确解都是新结果，而且求解方法和技巧较之前文献中的要简便许多。     

一种适用于混合双极直流输电的纵联方向保护方法

直流输电线路通常是以大电感和直流滤波器作为边界,故障行波在边界发生折射和反射时,其行波能量也会因为电感和滤波器的存在而被吸收,导致区内、外高频行波能量产生差异.当故障发生为正方向故障时,其高频前行波能量小于高频反行波能量;当故障发生为反方向故障时,其高频前行波能量大于高频反行波能量.由此特征提出了一种基于前、反行波高频能量差异的纵联方向保护,该保护采用小波包变换提取行波的高频能量,利用前行波与反行波在区内故障和区外故障时的高频能量差异判别故障.仿真结果表明,该保护能快速准确地识别故障,并且不受故障类型、过渡电阻以及故障发生位置距离和噪声的影响,具有一定的实用性.     

Chladni图案的MATLAB模拟

波在二维介质中传播会形成很多对称的美丽图案,其中最为著名的是Chladni图案。小提琴、鼓等弦乐器和平面式乐器的工作原理都和这些图案的共振频率相关。文中通过求解波动方程并根据特定情形下的波节线方程,用MATLAB程序语言编程描绘出了二维介质中形成的驻波图案,同时模拟出了几个Chladni图案的实例,为理解驻波和相关乐器的工作原理提供参考和帮助。     

关于驻波的能量问题

在普通物理力学中讨论驻波(弹性波)能量问题时,不少教材都作了定性分析。不过笔者认为,作为对这个问题的深入讨论,应该有一个定量的解析式分析,才能使之更富有普遍性和说服力。下面先推导驻波能量的表达式。为简便计,我们这里直接引用由初相为零的成分波叠加而成的驻波的表达式,即设     

微波烧结技术中的一种行波场方案

本文提出一种新型的行波场方案──同步回输式行波腔，并对其进行了信号流图分析。分析表明，它不仅易于流水线作业，而且具有可与驻波腔的Q值相比拟的功率比。同时，报导了一些材料在微波场中被烧结的实验结果。     

微波烧经技术中的一种行波场方案

本文提出一种新型的行波场方案－同步回输式行波腔，并对其进行了信号流图分析，分析表明，它不仅易于流水线作业，而且具有可与驻波腔的Ｑ值相比拟的功率比。同时，报导了一些材料在微波场中被烧结的实验结果。     

两驻波叠加为行波的讨论及计算机动态模拟

一定条件下两驻波可叠加为行波。文章给出了相应的数学分析和C语言编程的计算机动态模拟。     

基于Rayleigh-Ritz法旋转薄壁圆盘行波特性分析

采用理论分析、实验测试与有限元仿真3种方法相互结合,分析中心固支条件的旋转薄壁圆盘的行波振动特性。基于Kirchhoff薄板基本假设,利用Lagrange方程,建立中心固支薄壁圆盘的能量方程。采用Rayleigh-Ritz法,利用多项式函数作为容许函数,建立旋转圆盘动力学分析的动力学方程,获得薄壁圆盘静止态固有特性和和旋转态行波特性的分析方法,并利用试验测试、有限元计算结果对本文所提出的解析方法进行验证。分析薄壁圆盘在静止态下的固有特性并对比分析不同旋转速度下旋转薄壁圆盘的行波特性。结果表明:前行波频率随转动速度增加而增加,后行波频率先减小后增加,当后行波频率减小为0时,前行波与后行波相互静止,即出现"驻波"现象,此时圆盘振动很容易引起共振破坏。     

用相位图法分析驻波的形成

利用相位图分析驻波的形成规律 ,为驻波的研究和教学提供一种新的比较直观的方法。     

一类(3+1)维非线性Jaulent-Miodek分层发展方程的行波解分岔（英文）

应用动力系统分岔理论研究一类(3+1)维非线性Jaulent-Miodek分层发展方程的行波解分岔,根据分岔参数的不同值得到非线性变换系统的相图.通过计算得到(3+1)维非线性Jaulent-Miodek分层发展方程的精确行波解,包括周期波解、孤立波解、扭波解及反扭波解.     

基于地模-线模极波比的HVDC单端行波保护方案

对天生桥-广州(天广)高压直流输电工程已经多次发生的高阻接地故障下行波保护拒动问题进行了分析研究,指出了高阻接地故障下电压变化率与电压幅值差小于区外接地故障时电压变化率与电压幅值差的最大值是导致保护拒动的根本原因.在此基础上,提出了一种基于地模极波与线模极波比值的高压直流输电线路单端行波保护方案.该方案采用模量分解的方法将故障行波分解为地模极波和线模极波,并基于PSCAD/EMTDC仿真计算平台分析了不同故障条件下地模极波特性.理论分析和仿真结果表明:该方法能够很好地响应各种高阻接地故障,灵敏度高,优于现有工程上使用的保护方案.     

驻波中的能量转换及传输

众所周知,两列频率相同、振动方向相同、而传播方向相反的简谐波迭加成为一般驻波y=y_1 y_2=A_1 cos(ωt kx) A_2 cosS(ωt-kx). (1)其中 k=2π/λ.当 A_1=A_2=A 时,则成为纯驻波y=Acos(ωt kx) Acos(ωt-kx)=2Acoskxcosωt. (2)一般驻波可以视为一纯驻波和一行波的迭加.如(1)式中,若 A_2>A_1,则可以写成     

两个含时变系数的高维非线性演化方程新型孤子和多波解

在构造非线性演化方程的精确解时,通常采用的行波变换都是线性变换.通过引入特定形式的非线性行波变换,首次将N-孤子分解算法及继承求解策略推广应用于变系数非线性演化方程,求解了两个含有时变系数的高维非线性演化方程:Boiti-Leon-Manna-Pempinelli(BLMP)方程和圆柱Kadomtsev-Petviashvili(cylindrical Kadomtsev-Petviashvili, cKP)方程.应用直接代数方法和继承求解策略,构造了BLMP方程的多种不同类型的多波相互作用解,尤其是马蹄形孤子及它与lump波、不同周期波之间的相互作用解.利用N-孤子分解算法构造了cKP方程的马蹄形孤子、呼吸子和lump波解之间的高阶相互作用解.这些新型多波相互作用解在一定程度上丰富了变系数非线性演化方程的解的类型.