贝塞尔函数的计算机仿真研究

本文基于极坐标系下热传导方程的定解问题,通过分离变量法,导出了贝塞尔方程（Bessd’sequation）,利用贝塞尔方程求级数解的系数,已知系数得出第一类贝塞尔函数,由第一类贝塞尔函数引出了第二类、第三类贝塞尔函数表达式（第三类是由第二类和第一类定义的）,利用计算机编程仿真实现贝塞尔函数的可视化,获得准确数据和精确曲线,从而实现对问题的直观分析。     

园型边界条件下强非局域非线性介质的二维空间孤子

利用自相似技术求解在强非局域非线性条件下的（2+1）维非线性薛定谔方程,从中得到1个精确的贝塞尔(Bessel)解析解,其结果表明：这种贝塞尔孤子形成了一类空间孤子簇.     

光纤波导传光模式及其特性

将光纤波导内矢量场经简并处理后转化为波导内的线偏振模式,求解柱面坐标系下标量场的波动方程,得到线偏振模式的贝塞尔特征方程;利用线偏振模式的贝塞尔函数解,模拟光纤波导横截面场强分布,分析场强分布特征.结果表明:线偏振模式的贝塞尔特征方程决定了线偏振模式的截止、远离截止条件,特征方程还包含传播系数,特征方程的这些属性显示在...     

弹性球体在冲击载荷下的应力波传播

给出了弹性球体在冲击载荷下应力波传播的解析解。该解法是利用特征函数展开法，将动力学的一般解分解为满足非齐次边界条件的准静态解和仅满足齐次边界条件的自由振动解，其中准静态解满足欧拉方程，而自由振动解满足贝塞尔(Bessel)方程。利用分离变量法，贝塞尔(Bessel)方程的解是一个由球贝塞尔函数构成的级数形式解，然后将此解和准静态解叠加，可得弹性动力学问题的解。与特征线法，积分变换法，广义射线法相比具有物理意义更加明确，数学解法更加简明的优点，同时这一解法可以推广到任意载荷下，各向同性弹性动力学中的一般球对称问题。     

实心球体外表面受热冲击作用的广义热弹性分析

基于L-S广义热弹性理论,对实心球体在外表面受均匀热冲击作用下的一维热弹性问题进行研究分析.利用热冲击的瞬时特性,借助Laplace正、反变换技术及贝塞尔函数的极限性质,对控制方程进行解析求解,得到了热冲击作用周期内温度场、位移场及正应力场的渐近解.通过计算得到了热冲击条件下各物理的分布规律以及非傅立叶效应和耦合效应对热弹性响应的影响规律.结果表明,在非傅立叶效应和耦合效应共同影响下,各物理场由波速不同的两组弹性波相互叠加而成,非傅立叶效应的存在削弱了热冲击的作用效果,而耦合效应则在影响热扰动在弹性体内传播的同时也在一定程度上减弱了延迟效应对热冲击的削弱效果.     

一类变系数KDV方程的Painlevé分析

寻找可积模型是非线性物理中的重要问题之一,而Painlevé奇性分析方法已经成为研究非线性偏微分方程可积性的一个有力工具。本文研究一类变系数KDV方程的可积性,该方程在物理领域有重要的应用。本文运用Painlevé分析方法得到了该方程通过Painlevé PDE检验时系数函数应满足的可积条件,将此类KDV方程的可积性作了进一步的推广。     

圆拱结构静力分析的直接刚度法

为了研究圆拱在复杂受力状态下的内力及位移大小,考虑了圆拱的轴向变形,对其平衡方程、几何方程、物理方程进行了分析,建立了圆拱轴向位移和径向位移的控制方程;并对三类典型荷载作用下的圆拱结构分别进行了研究,求得了用基函数向量以及积分常数向量表达的圆拱轴向位移和径向位移的解析解;根据位移边界条件,得到了位移系数;根据圆拱内力方程,建立了以矩阵形式表达的刚度平衡方程;经矩阵变换得到了圆拱分析的刚度矩阵模型以及等效节点力向量。同时,通过算例,与理论解析解和传统有限元模型中的经典直梁单元进行对比与分析,验证了单元的精度及效率。研究结果表明:通过直接刚度法求得的圆拱刚度矩阵及等效节点力模型,可用于各类圆拱结构的静力数值分析,得到圆拱内力及位移的精确解。     

贝塞尔光束对微米级生物粒子的光俘获特性分析

文章论述了利用类贝塞尔光束产生光俘获的特点,即在最大准直范围(Zmax)内能实现多个粒子同时俘获。并将叠加后的两贝塞尔光束对不同半径的粒子进行微操作,同时采用基于麦克斯韦方程和极化理论的电磁学模型对该过程进行模拟。     

Bessel方程的Noether对称性和守恒量

Birkhoff力学比Hamilton力学更普遍,但只有一些动力系统能够实现Birkhoff化.文章基于Santilli的第一方法,给出经典贝塞尔方程的一种新型Birkhoff化.通过引入Lie群无穷小变换下的不变性,建立Bessel方程的Noether对称性变换与准对称性变换,给出相应的对称性判据.得到Bessel方程Noether定理导致的守恒量,以及Noether逆定理.最后,给出n阶经典Bessel方程的Noether定理导致的一个守恒量,说明本方法的有效性.     

n维波动方程和n维热传导方程在n维球内的第一类齐次边界问题解

本文采用广义球坐标,利用付立叶方法,并借助于n维球函数和n维球贝塞尔函数得到了n维波动方程和n维热传导方程在n维球内的第一类齐次边界问题的级数形式解。所得结果在n=3;n=2的特殊情况下与通常熟知的结果完全一致。     

带饨裂纹圆柱壳裂顶附近的应力场

本文在椭圆坐标系下,借助于贝塞尔函数乘积形式的马丢函数,并依据Neober的简化原理^[1],利用微分方程法直接求解薄壳微分方程,得到了带环向钝裂纹受拉圆柱壳(见图A)裂顶附近的带有p钝修正项的弹性应力场方程。     

球Bessel方程本征值问题特征方程根的Matlab算法

给出常见的[0,b]区间上的球Bessel方程本征值问题的特征方程,利用半奇数阶Bessel函数与Bessel函数之间的关系,将球Bessel函数转化为柱Bessel函数,得到一般区间上球Bessel方程的本征值和本征函数,分别对高阶和低阶球Bessel函数的不同情况,讨论使用Matlab编程得到特征方程根的方法,并介绍实际应用.     

三维电磁模拟的积分方程方法

基于电流倡极子的概念,推导了三维电磁模拟中积分方程解的核函数——电型张量Ｇｒｅｅｎ函数,并给出了不同的Ｂａｓｓｅｌ－Ｆｏｒｉｅｒ展式推导电型张量Ｇｒｅｅｎ函数,从而避免了Ｒａｉｃｈｅ使用的两次坐标变换,从计算机角度考虑,并把它转换成易于积分的形式,和ｗａｎｎａｍａｋｅｒ的Ｇｒｅｅｎ函数相比,公式简洁而实用．另外,从Ｌｏｒｅｎｔｚ势出发推导了张型张量Ｇｒｅｅｎ函数．笔者给出的函数形式ＧＥ（ｒ,ｒ′）,和ＧＨ（ｒ,ｒ′）,由于含Ｂｅｓｓｅｌ的磁型张量Ｇｒｅｅｎ函数元素与电型张量Ｇｒｅｅｎ函数元素积分形式一致,因而对编程计算极为方便．     

具有转向点的奇摄动特征值问题

具有转向点的奇摄动方程的求解是一个较难处理的问题. 利用Liourille-Green变换将二阶线性奇摄动方程转化为Airy方程, 并用Bessel函数表示Airy方程的通解.得到了一类具有转向点的奇摄动特征值问题的特征函数及特征值.     

扁球壳微分方程的分析解

扁球壳微分方程的分析解窦家维（西安联合大学师范学院数学系西安７１００６１；作者，女，３２岁，讲师）１扁球壳的微分方程在非轴对称变形时，扁球壳的应力函数中和径向位移Ｗ所满足的基本微分方程为，、。＿＿。Ｊ］１１）＿＿＿＿．＿＿．．＿。＿＿＿式中算子而是与...     

N-维无限深球势阱中Klein-Gordon方程和Dirac方程的解

精确求解了N-维无限深球势阱中的Klein-Gordon方程和Dirac方程,结果表明:在N-维无限深球势阱中,Klein-Gordon方程和Dirac方程的径向方程在形式上与非相对论中的三维中心场的径向方程一致,均为贝塞尔方程。通过求解Bessel方程,任意束缚态的本征函数已被获得,其解可用通常的球贝塞尔函数表示。利用径向波函数在r=a处的连续性条件,其相应的能谱公式也被发现.对于Klein-Gordon方程:En2r,l′=m2 xn2r,l′/a2,而对于Dirac方程,则En2r,l′=-m2 m2a2 xn2,l′/a2.     

Dilaton-Maxwell黑洞的视界表面引力及量子非热辐射特征

通过研究在Dilaton-Maxwell黑洞时空中粒子运动的Hamilton-Jacobi方程,讨论了此黑洞的视界表面引力及量子非热辐射特征,其中采用了近来提出的新Tortoise坐标变换。结果表明,在新的Tortoise坐标变换下同样可以得到Dilaton-Maxwell黑洞的Dirac能级分布特征。     

弹性支承功能梯度圆板轴对称弯曲问题精确解

对周边为弹性支承边界条件下的功能梯度材料圆板轴对称弯曲问题进行了分析.将位移函数写成傅立叶贝塞尔级数的形式,根据各向同性功能梯度材料基本方程,并针对指数函数形式的梯度分布情况,对功能梯度圆板轴对称弯曲问题的位移和应力进行了精确分析.通过具体算例,分析了在圆板上、下表面荷载作用下,材料性质的不同梯度变化对圆板结构响应的影响.分析结果表明,材料性质的梯度变化对圆板的力学性能有显著影响.     

第一类Bessel函数及其函数近似值的FORTRAN算法

探讨了m阶Bessel方程当m为零或正整数时的特解即第一类Bessel函数的形式及其函数值的近似计算问题，并以多项式这和FORTRAN语言算法予以解决。