弹簧振子在光滑水平面内的运动规律

在非线性双自由度运动的弹簧振子中,光滑水平面内运动的模型具有运动微分方程简单、变量可分离的特点.本文通过极坐标描述法,建立了弹簧振子在光滑水平面内的运动微分方程.将与径向运动有关的变量分离出来,建立了径向运动微分方程,并基于其非线性的特点进行了定性分析和近似求解.使用MATLAB数值求解,模拟弹簧振子的运动轨迹,验证了本文的定性分析结论和两种特殊情形下的近似解的精度.     

在水平面上受稳定约束的弹簧振子运动研究

在水平面上受稳定约束的弹簧振子运动模型是理论力学中不可积系统的典型模型,同时也是工程学中很重要的非线性运动之一。本文利用拉格朗日方程建立了该模型的动力学方程,采用Matlab软件对该模型的动力学方程进行了数值计算,作出了在不同初始条件下相应的坐标随时间变化的演化曲线、运动相图、运动轨迹。通过比较,具体地分析了其运动情况,研究发现:受稳定约束的弹簧振子在水平面上的运动是一种准周期运动。     

与r的一次方成正比有心力作用下 质点的运动研究

在水平面上受稳定约束的弹簧振子运动模型, 实质上是一个与距离r的一次方成正比有心力作用下质 点的运动问题. 本文利用拉格朗日方程建立了该运动模型在极坐标系中的动力学方程, 分别采用泰勒级数展开的方 法和 Ma t l a b数值模拟的方法对该模型的动力学方程进行了计算, 作出了相应的坐标随时间的演化曲线、 运动相图、 运动轨迹, 并将两种方法得出的结果进行了比较, 研究发现, 当初速度较小时, 弹簧振子在径向的运动是周期性的简 谐运动, 在横向的运动是非线性增大的, 在平面上的运动是准周期的     

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.     

不同控制参数下的弹簧摆

通过拉格朗日方程得出弹簧摆系统的动力学方程,并以频率比作为控制参数,利用Matlab软件对不同控制参数和初始摆角下的弹簧摆进行了数值模拟,从而直观地研究了弹簧摆的运动.     

三线摆的运动方程、周期及角位置概率分布

基于保守系统拉格朗日方程给出三线摆在大摆角运动时的微分方程,以及小摆角线性振动近似处理方法,在考虑三线摆的结构尺寸取相应近似条件下,讨论了三线摆在大摆角和小摆角两种不同情况下的运动微分方程、周期及角位置概率密度分布情况及其在实验中的应用.     

倾斜轨道卫星在三维场景下运动规律的研究

利用椭圆的偏近点角和极角的相关知识, 推导了倾斜轨道卫星在三维场景中运动时间关于偏近点角和 运动时间关于极角的表达式, 并用了数值模拟     

基于势流理论的回转体并联入水双空泡演化动力学研究

两回转体并联入水过程中,双空泡在空间上相互干扰,使得单个入水空泡呈现非对称特性.本文基于势流理论,在现有二维轴对称入水空泡计算模型的基础上,对空泡干涉区域的三维流动进行简化,将相对流动对空泡发展的约束简化为约束势,分析了两回转体轴线内外两侧的空泡形态变化;基于非线性假设,引入影响函数,给出了空泡在三维空间演化的计算模型,并分析了同步并联入水过程空泡的三维演化特性.结果表明：回转体入水过程流场速度势可以看作由一个随回转体运动的点源和位于空泡轴线处的线源叠加产生;在并联入水过程中,双空泡演化在空间呈镜面对称,空泡间的相互扰动可以通过引入有势壁面进行分析;并联入水空泡半径随极角的变化与空泡截面所处深度有关,在靠近闭合点附近的抑制演化区空泡截面半径随极角的增大而逐渐减小,远离闭合点处的抑制演化区空泡截面半径随极角的增大而增大,空泡加权半径规律相反.     

基于组合二值条纹离焦投影的三维面形测量

二值条纹离焦投影技术很好地克服了条纹投影三维测量技术中的非线性影响,有效抑制了投影设备Gamma效应带来的误差.多频条纹二值离焦投影结合时间相位展开算法,是常用的复杂物体三维测量方法.该方法在使用中要保证多个频率二值条纹离焦获得大致相当的正弦性品质,投影时不同频率条纹对应的离焦量不一样,不利于其广泛使用.分析了不同二值...     

基于粒子群算法的动态热释电目标跟踪

热释电传感器用于红外目标跟踪,可以通过光学调制探测到运动目标的相对方向,而不能确定其准确距离,对此提出一种群智能搜索的动态热释电跟踪方法。传感器在摆动状态下感知红外目标,发现目标时,记录其探测角,通过分析探测角序列与运动目标轨迹离散点在极坐标系下的关系,将目标轨迹的确定转化为极径序列的确定,然后建立关于极径序列的多维粒子群空间,并构造评价粒子优劣的适应度函数,实现了运动目标轨迹的跟踪。该方法扩大了热释电探测范围,提高了目标跟踪精度,通过人体目标直线、曲线运动跟踪实验得出平均定位误差不超过0.4m,表明方法有效。     

论单摆的运动与简谐运动的关系

现行高中物理教材中通过弹簧振子模型的运动方式的分析建立了简谐运动,论证了单摆在竖直平面内的小角度摆振动可以看作是简谐振动.教学过程中发现学生学习了这一内容后,对简谐振动产生     

圆柱体在薄圆柱壳内的运动分析

对在粗糙水平面上可作纯滚动的薄壁圆柱壳和同时在薄壁圆柱壳内作纯滚动的的圆柱体所构成系统的运动进行了分析,导出了圆柱体质心在静止参考系中的运动轨迹方程和系统的运动微分方程,求出了薄壁圆柱壳内的圆柱体在微振动条件下的运动周期,并与圆柱体在圆柱壳内自由滑动时的周期作了比较.     

相变存储单元RESET多值存储过程的数值仿真研究

使用数值仿真方法对相变随机存储器存储单元的RESET操作的多值存储过程进行了研究,建立了三维存储单元模型,用有限元法解Laplace方程及热传导方程以模拟电脉冲作用下的存储单元物性变化过程.计算出单元内相变层的相态分布及单元整体电阻,分析了单元内部尺寸变化对多值存储过程及状态的影响.结果表明,通过精确控制输入电脉冲,相变存储单元能够实现4值存储;多值存储状态受单元内相变层厚度及下电极接触尺寸变化的影响较大;存储状态在80℃的环境温度下均可保持10年以上不失效.     

锥形镀膜光纤探针中飞秒激光脉冲的传输

采用三维时域有限差分法对飞秒激光脉冲照明下锥形镀膜光纤探针内的光场进行了计算,研究了飞秒脉冲在探针中传输时的时域、频谱和相位特性,并分析了不同锥角和不同长度的探针对这些特性的影响.研究结果发现飞秒脉冲在探针中传输时出现了脉冲展宽、幅值振荡以及频谱分裂等现象,并且利用频谱和相位的变化特性初步解释了脉冲的展宽和脉冲振幅随时间周期性变化等现象. 关键词： 时域有限差分法 飞秒脉冲 光纤探针     

滑动摩擦力作用下弹簧振子的振动

对在粗糙水平面上作振动的弹簧振子进行研究,探讨该弹簧振子最后停止的位置,估算了弹簧振子的振动总次数,得出弹簧振子的相轨迹.     

离焦条纹投影三维测量中正弦光栅的二值化方法研究

采用离焦二值条纹投影技术进行三维面形测量可以克服数字投影仪的非线性响应,同时有利于提高投影速度,实现高速测量.通过理论分析和实验研究了采用数字投影仪时二值条纹的基频、高次谐波能量分布与条纹周期的关系.结合相移算法,以相位测量误差为指标,衡量各种二值条纹的性能.研究结果表明:在周期小时,罗奇光栅和二维误差扩散算法生成的二值条纹离焦后能产生正弦性较好的条纹;在采用满周期等间隔奇数次相移时,罗奇光栅离焦能获得更高的测量准确度;在周期大时,采用优化脉宽调制方法得到的二值光栅离焦测量准确度最高.研究结果为离焦条纹投影三维测量中二值光栅的选择提供了依据.     

基于点阵编码的三维主动视觉标定

提出一种基于位错点阵编码三维成像系统的标定方法.首先在物空间建立三维数据基准,然后通过基准传递的概念标定摄像子系统,再通过建立摄像子系统坐标系与投影子系统坐标系之间的约束关系,将标定后的摄像子系统的准确度传递到投影子系统坐标系.摄像子系统坐标系与投影子系统都具有标定的准确度之后,可以根据位错点阵编码三维成像技术的解码算法获得深度图像空间坐标的计算值,然后将其与物体空间的三维标定数据基准进行比较,建立目标函数为误差平方和最小的非线性优化方程.通过迭代求解这个优化方程,最终获得三维系统的结构参量.实验结果表明,经过三维标定的位错点阵编码三维成像系统,对300×300×80 mm3的测量体积内,可以获得X方向的标准差为0.29mm和Y方向的标准差为0.24mm,Z方向的标准差为0.29mm的测量准确度.     

我对"探究阻力对物体运动的影响"活动的思考

在"探究阻力对物体运动的影响"时,让同一小车从同一斜面的同一高度释放,接着在表面材料不同的水平面上运动,分别停在如图所示的不同地方. 通过实验分析可知:小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长.设想小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受到阻力作用,小车将永远沿直线运动下去.     

一种改进型视角投影图像彩色计算全息术的三维重构算法

本文提出了一种利用三维景物的二维视角投影图像合成计算全息图,并重构出彩色再现三维影像的方法.该方法基于利用视角投影图像获取景物的三维傅里叶频谱的理论,采用电荷耦合器件记录三维景物在白光照明条件下横、纵两正交方向的一系列视角投影图像,并利用这些视角投影图像合成计算全息图,从而重构出三维再现像.通过采用在频谱面上的容余采样方法,提高了图像频谱信息的利用率,通过实验论证,证明了该方法的可行性.利用该方法使得视角投影图像的记录过程更加简单,节省了采样时间,提高了程序运行速度|能够在利用同等数量的视角投影图像的条件下,提高合成全息图的质量,使得重构的彩色再现三维影像更加清晰.     

大摆角耦合摆的运动规律的数值分析

基于并联耦合摆理论模型,利用数值方 法研究了在较大摆角情况下并联耦合摆的运动规律. 通过分析该系统在较大摆角时摆球的相轨迹图像和庞 加莱截面图像, 可发现并联耦合摆在较大摆角下的运 动是准周期运动, 该规律与摆球质量是否相同无关