克拉尼图形

教学目标

  • 掌握二维薄圆盘波动方程的求解过程;
  • 了解二维薄圆盘波动方程的解与哪些物理问题相似;

实验内容

在Comsol软件中建立二维圆盘的模型,得到其共振模式,比较并分析实验测量结果与模拟结果之间的异同,利用模拟软件研究圆盘参数(如材料、大小、厚度等)变化时,圆盘共振频率和共振模式如何变化。 实验步骤:

实验步骤

  1. 学生利用Comsol软件建立薄圆盘的模型,尝试求其共振频率和共振模式;
  2. 利用实验室提供的设备,测量薄圆盘的实际共振频率,记录实际的二维驻波Pattern;并比较其和模拟结果的异同;
  3. 通过数值计算得到薄圆盘的驻波解,探讨实验结果和模拟结果不同的原因;


  • 实验中得到的一种薄圆盘克拉尼图形(左)和与此相应的Comsol模拟结果图(右)


  • 与上图对应的二维薄圆盘驻波解析解的节点分布、实际振动模式演示。

思考题

  1. 什么是有限元分析?有限元分析的精度和什么有关?
  2. 薄圆盘的共振频率与哪些因素有关?
  3. 薄圆盘的共振模式的解还与哪些物理问题的解相似?

讨论

 
vr/labs/chladni_figures/start.txt · 最后更改: 2015/08/30 15:42 由 xiaole
 
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