拍现象及其影响因素的可视化分析

拍现象是一种由两个简谐振动合成产生的幅值随时间周期性变化的现象。从拍现象及其特征出发，分析拍产生的条件，并借助计算机绘图从圆频率、相位、幅度三个方面讨论影响拍的因素，为深刻理解拍现象提供了很好的可视化手段。     

正确理解差拍和差频

一、问题差拍现象源于声学,通常指两个频率相接近的声波合成,结果人们听到有强弱变化次数等于两个频率之差的声音。后来这种现象所反映的基本原理又推广到振动理论中,当两个同向频率相接近的振动合成时,合成振动的振幅变化次数等于两个频率之差。随着技术上的进步和发展,差拍原理也应用到无线电技术上来。可是多年来一些书刊上把超外差式接收机中     

机床低频杂音的分析

本文应用波动理论分析机床某些低频杂音产生的机理,认为机床低频杂音的重要来源之一,是机床传动系统中齿轮啮合频率与某边频在幅值接近时形成的拍现象的声音响应。从拍运动方程可知,拍信号可用频谱分析方法来识別。由此本文提出识别机床杂音的方法。     

振动叠加的理论、实验及其数值计算

讨论了振动叠加的问题,从理论和实验上研究了振动叠加的拍现象和李萨如图形,并利用MATLAB软件模拟了拍现象和李萨如图形;针对实验中李萨如图形的旋转情况,从理论和数值计算上分析了初相差变化以及信号频率的相对微小差异对图形稳定程度的影响,从而解释其转动的原因。     

基于两层压缩感知的频率-角度联合估计方法

介绍了一种基于两层压缩感知的频率/角度联合估计方法,第一层压缩感知算法采用单快拍模型求解方向波数,第二层压缩感知算法利用方向波数形成的参数逆矩阵求解频率参数,以此求得角度.为验证所提方法的性能,利用3路不同频率和角度的信号分别在不同信噪比(SNR)、快拍条件下对信源频率/角度进行估计.仿真实验结果表明:该方法在少快拍条件下可对信源的频率和角度进行精确估计.     

Mathematica软件在示波器实验中的应用

Mathematica软件的Manipulate命令能做范围广泛的人机互动的应用,文章将其用来做示波器实验的拍现象和李萨如图的仿真和研究。用Mathematica软件的动态作图说明了李萨如图形移动的原因是频率与理想频率存在微小的差别,给出了如何根据图形的移动情况对频率进行调节使得图形稳定的方法,在实际操作中是可行的。     

拍在钢琴调律中的作用

从物理学的角度分析了“拍”现象的原理,讨论了拍频的变化规律,给出了调律时冠根音之间的拍频公式．指出,调律师应根据拍频能够量化的特点,通过听辨拍频,得出各音之间的频率比,按照十二平均律的频率关系,对钢琴进行调律．     

全数字差拍频率测量方法

针对目前卫星导航系统中原子频率标准的高精度频率测量需求,提出一种全数字差拍频率测量方法,对被测标准频率信号直接进行数字采样,以解决模拟差拍频率测量方法受温度影响大的问题。利用最大似然估计实现相位估计,采用相位差分完成频率测量,并引入小波阈值去噪处理进一步提高相位估计精度。研究结果表明:当测量间隔为1 s、估计点数为3 000时的频率测量精度为2.0×10-14/s,经过小波阈值去噪处理后频率测量精度达到10-15/s量级。     

高雷诺数条件下二维方柱涡激振动的数值模拟

利用作者编制的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的数值模拟程序,计算了二维方柱在高雷诺数条件下,的横向涡激振动.结果表明:随着折减风速的增加,在特定折减风速条件下,方柱的涡激振动出现锁定现象;由于方柱的自然振动频率和涡激振动系统的旋涡脱落频率的相互作用,涡激振动出现拍的现象;随着折减风速的增加,涡激振动系统的旋涡脱落模式从异相2S (2-single)变化到同相2S,即相位转换现象.该文还将计算结果和文献中的计算结果进行了比较和评价.     

拍现象的研究

在普通物理教材中,有的对于拍现象的概念欠严,有的条件不足.针对这一情况,本文对拍现象的认识做了较深入的探讨,对拍现象的形成条件做了定量的推导,并用微型计算机辅助绘图进行验证.     

多个简谐振动的合成

在一维、二维及三维坐标中合成多个同频率、不同频率简谐振动,并基于MATLAB软件绘出不同频率简谐振动合成的波形及轨迹.结果显示,多个一维同频率简谐振动可合成为一个同频率的简谐振动;n个一维同振幅、同相位频率相差不大简谐振动的合成结果是形成（n-1）个拍;多个二维同频率简谐振动的合振动是两个相互垂直同频率简谐振动的叠加,合振动的轨迹为椭圆;多个三维同频率简谐振动的合振动是3个相互垂直同频率简谐振动的叠加,合振动的轨迹为椭圆.多个一维频率比为有理数简谐振动的合振动具有周期性,而多个一维频率比为无理数简谐振动的合振动则无周期性;多个二维、三维频率比为有理数简谐振动合成的轨迹是稳定的闭合曲线,而多个二维、三维频率比为无理数简谐振动合成的轨迹则是复杂的非闭合曲线.     

谐波齿轮传动系统的各误差分量及其综合

从谐波齿轮传动系统的传动误差产生的机理出发 ,按误差独立性作用原理研究了齿轮的切向综合误差与基节误差 ,齿轮安装轴的偏心与配合间隙偏心 ,输出轴与轴承孔的偏心和配合间隙 ,轴承的径向游隙与径向跳动以及波发生器部件对谐波齿轮传动系统传动误差的影响 ,得到每个误差分量的作用频率 ,并解释了谐波齿轮传动系统中特有的传动误差拍频现象     

Harmonic synchronization model of the mating dengue vector mosquitoes

When two mosquitoes meet to mate, each modulates its flight tones such that the female’s 3rd and the male’s 2nd harmonic frequencies are equivalent. We show that this phenomenon is an example of synchronization, which is common in nature. The mosquito’s flight tone acts as an external signal, stimulating its partner to adjust the wing beat rhythm to achieve the synchronization state. A simplified model, which is based on the frequency ratio difference feedback mechanism, is proposed to describe the harmonic convergence of mosquitoes. Furthermore, we proposed a method to characterize the energy dissipation in the frequency alteration, and the results demonstrate that 3/2 frequency locking is an optimal selection to mosquitoes. When compared with other possible ratios, the mosquitoes expend minimum energy if they lock the synchronizing state at a ratio of 3/2.     

T波对齐在T波交替谱分析中的对比研究

T波交替是一种心电变异现象,具体表现为心电信号中T波段形态和幅度逐拍交替变化。传统的谱分析法一般通过拍频域中0.5 cycle/beat的功率谱值来检测T波交替,但在检测过程中不同的对齐方式将影响谱分析T波交替检测结果,因此将基于谱分析方法进行T波交替检测,重点对比研究峰值对齐及点乘最大对齐两种方式,并相应地给出最佳对齐方式,研究可得点乘对齐所测的交替幅度更接近于真实幅度。     

频率涨落线性谐振子在简谐激励下的随机共振

研究了线性谐振子在固有频率存在白噪声的情况下受到简谐激励后的系统输出响应.计算出一阶矩的解析表达式后发现:输出响应是简谐振动,振动频率是激励力的频率,振幅随简谐激励力频率和固有频率的变化均出现随机共振.     

连铸结晶器非正弦振动共振分析

根据谐波共振理论,连铸结晶器做非正弦振动且振频低于振动机构自然频率时,由于谐波频率是振频的整数倍,一部分幅值较大的谐波可引发共振.利用傅里叶变换对连铸结晶器非正弦振动加速度函数进行谐波分析,得该波形谐波幅值与振幅、振频、非正弦因子和谐波阶数的变化关系,从理论上给出一种削弱共振的方法.当结晶器振动机构的自然频率已知时,不同振频下可引起共振的谐波阶数是确定的.通过谐波幅值与各振动参数的变化关系,得到不同振动参数组合对应的谐波幅值.采用谐波幅值较小的振动参数组合,可削弱共振现象对连铸结晶器振动机构的不利影响,减小结晶器偏摆量,维持钢液液面稳定,改善连铸机工作状况.     

电光调相实现群速为零的静止光拍

发现了一种实现静止光拍的方法。利用理论分析与数值模拟对真空中的静止光拍进行了研究。结果发现:(1)利用电光调相可以实现群速为零的静止光拍,其波节和波腹位置固定不变;(2)静止光拍中光信号的相速仍然为c,在传播过程中光信号的振幅周期性变化,传播到波节处振幅为零,传播到波腹处振幅为2A;(3)静止光拍的拍频为零,场点的角频率为ω2。     

阻尼振动的振幅

本文探讨了阻尼振动的振幅与简谐振动的振幅在性质上是根本不同的,从而澄清了阻尼振动的振幅既不是恒定值也不是位移的极大值。     

用能量法求解简谐力作用下圆板的振动

利用能量的方法讨论了简谐力作用下圆板的受迫振动,从能量角度分析了振幅与静力振幅、简谐策动力频率、自由振动圆板频率以及阻尼比之间的关系。并利用该方法计算了夹支圆板的受迫振动,算例结果表明该方法是成功的。