圆膜振动问题

鼓面振动就是一种圆膜振动。知了的发声也是靠腹部的薄膜振动。

1. 圆膜振动的解析结果

圆膜振动的数学物理方程、及其求解如下。
image
image
image
image

2. 圆膜振动的可视化

已知上面的解,可以用计算机编程,把不同模式的圆膜振动画成动图,甚至还可以带上声音。
对于给定的(n,i),已经确定一个振动模式,

[u_{ni} (r, heta,t) = J_n( k^n_i r) [ E_{ni} cos( k^n_i a t + phi_{ni} ) cos( n heta ) + F_{ni} cos( k^n_i at + varphi_{ni} ) sin( n heta ) ] ]

可以更简单一点,只讨论

[u_{ni} (r, heta,t) = J_n( k^n_i r) cos( k^n_i a t + phi_{ni} ) cos( n heta ), ]

显而易见,(J_n( k^n_i r) cos( n heta )) 决定了圆膜上各点的振幅,各点做简谐振动,谐振频率仅与 (n,i) 有关,

[f = frac{ u_{ni} }{ 2 pi }. ]

然后写个循环画若干桢,变成动图,就可以比较形象地看到不同模式的鼓面振动了。

原文地址:https://www.cnblogs.com/luyi07/p/14943895.html