关于叠代法求单摆周期

赵炳林同志关于单摆周期的结论[1]是正确的.周凌云同志使用重正化方法消除[1]文(7)式的secularterm,得出与[1]文(8)式完全一致的结果[2].这种消除secular term的方法显然更合理.本文拟就[1]文(7)、(8)式提出一点异议,与两位同志商榷. [1]文(4′)式的一次迭代近似解,应是其零次迭代与[1]文(5)式的通解之和.(5)式的余函数为特解为通解为式中的B和a为积分常数.[1]文显然是如下的初值问题将(1)式代入(3)式,不难求得代与(1)式,则所以[1]文(4′)式的一次迭代近似解应为应用重正化方法从(4)式消除secular term。并恢复原有的时间标度,得我认为[l]…     

用相平面法解大角度单摆运动方程

一、引言 长为l的轻杆和质量为m的小球所组成的单摆,当考虑到空气阻力时,则此摆的运动方 程为 式中h=, a是阻尼系数, 是角位移。如图 1所示。 方程(1)是典型的非线性方程,一般要得到它的解析解是困难的。通常我们假设0很小,使sin～0,此时(1)式即变为线性方程,那么就很容易获得共通解。但实际所遇到的单摆运动并非都满足小角位移的运动状态。因此在教学中同学们常常提出这样一个问题,能否存在更有效的方法来解释这一运动现象呢?对此利用相平面法可以较好地解释这个问题。此方法虽不能直接给出解析解.但能更直观、更形象地描述单摆的各个运动…     

用改进L-P法研究一维相对论振子振动方程

采用改进的Ｌ－Ｐ法研究一维相对率振子动方程的近似解，此法克服了参数摄动法易出现长期项，而建立补充方程和须解微分方程的弊病。     

单摆法测重力加速度的研究 普遍的修正公式

用单摆来测定重力加速度,其计算公式为g=2π~2(l/T~2) <1><1> 式是一个近似公式。由于空气的浮力、阻力、悬线的质量、摆球的质量分布、摆角的大小、秒表和米尺的系差等环境、条件、仪器的影响,如仍用<1>式计算重力加速度g,就必然会给测量结果带米不可忽视的系统误差。将上述因素都考虑进去,其修正公式为g=4π~2(l/T~2)(1 ζ) <2>式中 <3>如图所示,单摆也可以看成摆球绕O点的     

关于弹簧振子固有频率的进一步讨论

近年来,国内外的一些研究生入学试题中,常见的一个题目是,在不能忽略弹簧质量的前题下计算弹簧振子的固有频率。这个问题本质上牵涉到弹性介质中波的传播问题,比较复杂.但是,在某些简化假设下,可以用计算固有频率的能量法──雷利法[1]来近似求解,并证明在此情况下弹簧振子的固有(圆)频率为[2]:式中k为弹簧的倔强系数,m为弹簧的质量,M为振动物体的质量. 现在,我们证明(1)式只是精确解在一定程度下的近似,同时讨论(1)式的应用条件和因而引起的误差,以便对(1)式有个较深入的理解. 我们仍然需要作一些简化处理,即把弹簧简化为一根均匀的弹性杆…     

一类厄尔尼诺-南方涛动耦合振子动力学模型的震荡近似解

研究了一类厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)耦合振子动力学模型. 利用奇摄动理论的参数变值法和平均法, 得到了对应ENSO耦合振子模型方程的震荡近似解. 关键词： ENSO振子 奇摄动 近似解     

单摆近似周期的新形式及构造分析

通过对比单摆严格周期的级数展开式,给出了一个新的单摆周期近似公式及其修正形式.在振幅小于114°(136°)的范围内,近似公式(修正形式)的计算结果相对于严格周期的数值计算结果相对误差小于1‰.同时,对单摆近似周期的构造进行了分析.     

反胶束内表面电荷密度／表面电势的近似解析式

用摄动法与线性化近似耦合迭代法求解非线性的Ｐｏｉｓｓｏｎ－Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程,获得了反胶束内表面电荷密度／表面电势的两个近似解析式,具有适用于混合,非对称电解质溶液的普遍情形的特点,与计算机精确的数值解进行对比表明,在通常反胶束内部双电层表面电势的情形下,两个近似解析式分别具有１．０％与５．０％的相对误差,从而构成了非线性ＰＢＥ在全区间上的部分近似解析解。     

减小单摆测重力加速度误差的方法

单摆周期当θ<5°时,取零级近似,单摆周期公式为T =2π(l/g)~(1/2).由此公式用单摆测当地的重力加速度而引起的系统误差是不可避免的.而各地区的重力加速度值随地区的纬度和相对海平面的高度不同差异很小,近两极处的g值(最大)与赤道附近的g值(最小)相差也仅约1/300.用单摆测出的g值要反映出这些差异,这就要求g的     

QL-Born迭代法电磁散射计算

积分方程法是多维电磁响应的数值模拟和反演计算的有效方法之一.在线性化散射电磁场积分方程的基础上,采用迭代Born近似法进行了电导率成像反演.针对迭代Born近似法反演依赖初始模型,而QL近似法无需给定初值的特点,提出了两步法(QL-Born迭代法),用QL近似法计算的结果作为Born迭代法的初始模型,避免人为设置初值,并进行了数值实验.     

对《重力简化与虚功原理》一文的补充

大学物理在1986年9期上发表了罗耀煌同志的《重力简化与虚功原理》一文(简称《罗文》).该文通过一道例题(以下称[例题])的错解,提出并回答了应用虚功原理时应注意的一个问题.我们在教学中也遇到这一错解.错解的根源在哪里?是虚功原理在此不能用,还是用中有误?《罗文》并未正面作答.他指出在此情况下,只能用( 5)式求解,而不能用( 3)[注]式求解,因为W1、W2是变量,不能提到变分号外.这样回答,虽说也能使[例题]求出正确的解,但学生对虚功原理的领会可能尚不深入,下面作一点补充. [例题]是一个简单的求刚体的平衡条件的问题,它可以用虚功原理(即…     

用广义变分迭代理论求一类相对转动动力学方程的解

研究了一类具有非线性阻尼力和强迫周期力项的相对转动扰动动力学方程. 首先利用变分原理构造了广义变分迭代, 其次决定方程的初始近似, 最后通过迭代表示式得到了对应方程的任意次近似解. 关键词： 相对转动 动力系统 变分迭代     

关于变摆长的单摆运动与相关的铅直运动的耦合

研究了一个变摆长单摆运动的例子,在平面极坐标系下给出了描述该运动的二阶微分方程组.采用微分方程高精度数值解法得到了随时间变化的摆角、摆长、摆长变化率以及运动轨迹的数值精确解.在小摆角近似下,采用迭代方法推导出摆角、摆角变化率的一级近似解析表达式和摆长、摆长变化率的二级近似解析表达式.由解析表达式得到的数值结果与数值精确解相比较,二者在前几个摆动周期内相吻合.     

解二维柱几何输运问题的离散——配置有限元方法

本文研究了求解多群多种介质的二维柱几何中子输运问题的离散一配置方法(TCC)。该方法对时间t用Crank-Nicholson中心差分,源项采用离散纵标近似和源迭代技巧,对空间变量采用配置有限元方法。本文讨论了算法。证明了守恒性。并且证明了本方法在K=1时等价于DSN^[2]方法,因此本方法是DSN方法的高阶推广。本文还给出了数值计算结果。我们对精确解以及多个二维柱几何的临介物理问题进行了数值计算,由分析比较可见,取得了较好的结果。     

物理过程微机演示的基本方法(二)

(接上期)六、扫描-迭代法 在扫描-循迹法中,y是靠逐点试算,然后加以比较得出的.现在我们不采取逐点试算的操作,而是以y0为初值,用迭代操作求方程的近似根来定出y.这构成了一个新的生成系列点的方法──扫描-迭代法. 扫描操作为上节所述.在x轴方向直接有y轴方向如何用迭代操作定出y呢?从数学上讲,先将F(x,y)=0化为y=H(x,y)的形式,如果在待定的y附近总有H/y<1(注意,此处x为常参量)的话,那么用初值y=y0代入H求出y,再将此y值重新代入H再求出y,重复上述操作,如此迭代,最后y将收敛于F(x0+1,y)=0的根.迭代本身用赋值语句便可进行,收敛判据y—H(x…     

应用叠代法求单摆周期公式

摆长为1的单把作有限振动时,运动方程是其中对(1)进行两次积分,可求得其周期如下[1]这是第一类椭圆积分,式中A为最大振幅.将(2)式展开,可以求得其级数解时间测量精度给定之后,可根据上式确定当最大振幅多大时,各级修正才是不可忽略的.表1给出了当T的测量精度为10-5时,A≤30°的各修正项的值. 由表1可见,当摆幅在20°时,第二项修正值仍在测量误差范围之内,只在θ　25°时,第二项才是不可忽略的.在实际上只考虑第一项修正就足够了. 下面我们用另一种方法推导(3)式. 将(1)左边的sin θ项展开,即对单摆,振幅最大为2,而θ相似文献   

摄动有限体积法重构近似高精度的意义

研讨有限体积(FV)方法重构近似高精度的作用问题.FV方法中积分近似采用中点规则为二阶精度时,重构近似高精度(精度高于二阶)的意义和作用是一个有争议的问题.利用数值摄动技术[1,2]构造了标量输运方程的积分近似为二阶精度、重构近似为任意阶精度的迎风型和中心型摄动有限体积(PFV)格式.迎风PFV格式无条件满足对流有界准则(CBC),中心型PFV格式为正型格式,两者均不会产生数值振荡解.利用PFV格式求解模型方程的数值结果表明:与一阶迎风和二阶中心格式相比,PFV格式精度高、对解的间断分辨率高、稳定性好、雷诺数的适用范围大,数值地"证实"重构近似高精度和PFV格式的实际意义和好处.     

无阻尼单摆运动微分方程的反正切分式变换精确解

无阻尼单摆运动微分方程是一种具有物理背景的非线性常微分方程,研究其精确解和解法是非线性科学中的一个重要内容.在F展开法的基础上,应用反正切分式变换正弦函数方法,并引入Riccati辅助方程,得到了4种无阻尼单摆方程精确解的结果.达到了丰富此类方程求解技巧和精确解的目的.总结得出此类方程应用反正切分式变换方法具有一定普适性的结论.     

(2+1)维扰动时滞破裂孤波方程行波解的摄动方法

研究了一类(2+1)维扰动时滞破裂孤波方程. 首先讨论了对应的无时滞情形下的破裂方程,利用待定系数投射方法得到了孤波精确解. 再利用同伦、摄动近似方法得到了扰动破裂孤波方程的行波渐近解. 关键词： 孤波 行波解 近似解     

用局部常化三倍角公式研究单摆周期

应用局部常化方法对三倍角公式进行局部常化处理,对一类非线性动力学方程进行了一种简洁的近似修正,得到精确度较高的大摆角单摆运动周期的两个新结论,同时用此结论推导出一个简洁的推论,并且用3种方法进行了具体比较.