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kanghuizhenlty金蟲 (小有名氣)
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[求助]
球面擺與彈簧擺 已有1人參與
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| 端著杯子走路(v-t接近正弦),杯子的形狀影響液體的固有頻率,問自由液面晃動應(yīng)該視為球面擺還是彈簧擺? |
鐵桿木蟲 (著名寫手)
工程和科學(xué)數(shù)值計(jì)算咨詢
| 兩者應(yīng)都不是很好的類比。球面擺有兩個自由度,彈簧擺有一個,可是自由液面系統(tǒng)的自由度就高了。首先,如果手拿著的話,容器的自由度(激發(fā)源)就有6個。其次自由液面波動的自由度(特征態(tài))應(yīng)是分立譜的無窮個。特征態(tài)取決于容器形狀、尺寸、液體比重、粘性等。當(dāng)然,絕大多數(shù)的特征態(tài)都是非常阻尼的,一般不容易激發(fā)出來。 |
金蟲 (小有名氣)
鐵桿木蟲 (著名寫手)
工程和科學(xué)數(shù)值計(jì)算咨詢
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首先,我不認(rèn)為有通用的簡單類比。復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)就是自由度高。再一個,每個容器都有自己的特點(diǎn)。比如板坯連鑄結(jié)晶器可以看成是矩形容器。如果研究透了就很有用處。我不覺得有脫離具體容器形狀的一般類比。每個形狀都有自己的特點(diǎn),鉆進(jìn)去就是一門學(xué)問。 其實(shí),容器的6個剛體自由度只是擾動驅(qū)動。但系統(tǒng)的響應(yīng)主要取決于系統(tǒng)的本證狀態(tài)。盡管系統(tǒng)的自由度是分離的無限點(diǎn)譜(每個譜點(diǎn)都是一個本征態(tài)),真正起作用的是阻尼最小的幾個本征態(tài)。他們是最容易被激發(fā)的。絕大多是本征態(tài)(短波)由于阻尼太大,實(shí)際中是不會被激發(fā)的,對系統(tǒng)的影響會很小。但恰恰長波譜是由容器的形狀決定的,所以這也是為什么具體幾何是有關(guān)系的。也就是說,很難有一般的、脫離幾何形狀的結(jié)論。就好比在流體問題都要具體談?wù)搸缀危簣A柱繞流還是方形管道。 當(dāng)然,以上的討論假定小擾動和線性分析。非線性的東西恐怕只有做大渦模擬了。 |
金蟲 (小有名氣)
鐵桿木蟲 (著名寫手)
工程和科學(xué)數(shù)值計(jì)算咨詢
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你的原始問題是類比性,這我們已經(jīng)討論過了。結(jié)論就是沒有類比性。如果真想做的話,這是一個流體線性穩(wěn)定性問題。由于沒有背景流動,而且?guī)缀我?guī)整,應(yīng)該是相對容易的。但仍有很多工作要做。可以談一點(diǎn)基本思路,就是用所謂譜方法。在高度和圓周方向顯然都是用Fourier展開,在半徑方向上使用Bessel函數(shù)展開,但注意角向速度和徑向速度的展開和普通標(biāo)量(比如壓力和z-向速度)是不一樣的;痉匠淌0背景速度的線性化的Navier-Stokes equation。應(yīng)該能寫出解析的色散關(guān)系,然后把譜點(diǎn)解出來?梢韵仍嚲匦螏缀,更簡單些。 |
金蟲 (小有名氣)
新蟲 (初入文壇)
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