Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Помогите рассчитать распределение акустического поля
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Cистемный уровень проектирования > Математика и Физика
yrbis
Доброе время суток. Задача выглядит так: Есть сплошной и однородный металлический куб бесконечных размеров. За начало координат выбираем любую точку на его поверхности. В точке (0.0.0) мысленно выделяем из этого куба небольшой кирпичик со сторонами a b и высотой h. На кирпич действует сила деформирующая его вдоль только одной стороны a(меньшей из сторон) сторона а параллельна стороне металлического куба на которой выбрали начало координат . Деформация происходит импульсно - один синусоидальный импульс расширяющий и сужающий кирпич. Собственно требуется найти то что будет потом - как будет распространятся волна. в акустике почти профан и если можно, то требуется объяснить как такое расчитать)). Буду рад любым советам.
Alex255
1. Взять учебник по механике
2. Найти уравнение распространения волн
3. Решить с учетом Ваших граничных условий (скорее всего численно, задача несимметрична)
Oldring
Цитата(yrbis @ Nov 28 2007, 23:31) *
Есть сплошной и однородный металлический куб бесконечных размеров.


Хм... Странный геометрический объект...
yrbis
Цитата
Хм... Странный геометрический объект...

а что в нём странного? я хочу исключить какие-либо переотражения, поэтому и выбрал такой объект. Вобще говоря я пытаюсь расчитать поле от ЭМАП(электро-магнитно акустического преобразователя) в виде фазированной решётки, один элемент такой решётки как раз и порождает описанный выше кирпичек.
Oldring
Цитата(yrbis @ Dec 1 2007, 17:32) *
а что в нём странного? я хочу исключить какие-либо переотражения, поэтому и выбрал такой объект.


Что странного в бесконечном кубе? Вы можете его представить? Или хотя-бы описать математически?

Вы, очевидно, имеете в виду полупространство.
yrbis
Цитата
Что странного в бесконечном кубе? Вы можете его представить? Или хотя-бы описать математически?

Вы, очевидно, имеете в виду полупространство.


.....представить себе бесконечный куб не многим сложнее, чем представить себе полупространство. Математически это можно(если очень нужно) представить, как геометрическое место точек удовлетворяющих следующим неравенствам
|X-x0|<a/2
|Y-y0|<a/2
|Z-z0|<a/2 a->∞
где x0, y0 и z0 координаты центра куба, a - его сторона.

Если что-то это изменит то да, при решении моей задачи, можно говорить о полупространстве.
Oldring
Цитата(yrbis @ Dec 2 2007, 23:33) *
.....представить себе бесконечный куб не многим сложнее, чем представить себе полупространство. Математически это можно(если очень нужно) представить, как геометрическое место точек удовлетворяющих следующим неравенствам
|X-x0|<a/2
|Y-y0|<a/2
|Z-z0|<a/2 a->∞
где x0, y0 и z0 координаты центра куба, a - его сторона.


И же что имеем в пределе? Какие координаты излучателя? Бесконечность? Тогда решение тривиально - нуль biggrin.gif

По существу: никогда такими задачами не занимался, поэтому ничего подсказать не смогу smile.gif Распространение звука в твердом теле мне представляются более сложной задачей, чем электромагнетизм. Продольные и поперечные волны могут иметь различную скорость, плюс по границе должны побежать какие-нибудь поверхностные волны... Но наверняка в сейсмологии теорию обсосали до пределов возможного. Да и если Вы занимаетесь ультразвуковым неразрушающим контролем - у Вас должны быть статьи с ссылками на первоисточники по теме. Поройте хорошенько эти области - может быть что-нибудь найдете. Одно мне очевидно: это задача не для кавалерийских наскоков smile.gif

Может попытаться моделировать численно, скажем, в Comsol?
yrbis
Цитата
И же что имеем в пределе? Какие координаты излучателя? Бесконечность? Тогда решение тривиально - нуль

По существу: никогда такими задачами не занимался, поэтому ничего подсказать не смогу Распространение звука в твердом теле мне представляются более сложной задачей, чем электромагнетизм. Продольные и поперечные волны могут иметь различную скорость, плюс по границе должны побежать какие-нибудь поверхностные волны... Но наверняка в сейсмологии теорию обсосали до пределов возможного. Да и если Вы занимаетесь ультразвуковым неразрушающим контролем - у Вас должны быть статьи с ссылками на первоисточники по теме. Поройте хорошенько эти области - может быть что-нибудь найдете. Одно мне очевидно: это задача не для кавалерийских наскоков

Может попытаться моделировать численно, скажем, в Comsol?

smile.gif
...ну собственно поиском статей на эту тему и штудированием книг по акустике я щас и занимаюсь, просто надеялся, что кто-то конкретно ткнёт носом куда смотреть. Программой такой не пользовался (и вообще я схемотехник)) скачаю, посмотрю, спасибо.
vladr
Цитата(yrbis @ Nov 28 2007, 22:31) *
Доброе время суток. Задача выглядит так: Есть сплошной и однородный металлический куб бесконечных размеров. За начало координат выбираем любую точку на его поверхности. В точке (0.0.0) мысленно выделяем из этого куба небольшой кирпичик со сторонами a b и высотой h. На кирпич действует сила деформирующая его вдоль только одной стороны a(меньшей из сторон) сторона а параллельна стороне металлического куба на которой выбрали начало координат . Деформация происходит импульсно - один синусоидальный импульс расширяющий и сужающий кирпич. Собственно требуется найти то что будет потом - как будет распространятся волна. в акустике почти профан и если можно, то требуется объяснить как такое расчитать)). Буду рад любым советам.


Могу помочь (промоделировать на Comsol), но с идеей бесконечного куба прдется расстаться, да и a,b и h должны быть конкретными величинами, кстати и время тоже. Насколько я понял Вашу задачу, нужно знать отклик на импульс. Значит, пока самая быстрая волна не достигла границы, отражения не будет.
yrbis
Цитата
Могу помочь (промоделировать на Comsol), но с идеей бесконечного куба прдется расстаться, да и a,b и h должны быть конкретными величинами, кстати и время тоже. Насколько я понял Вашу задачу, нужно знать отклик на импульс. Значит, пока самая быстрая волна не достигла границы, отражения не будет.

Было бы замечательно!! получить модель, яб тогда наверное быстрее понял как работает программа и сам бы смог составлять модели. Параметры у меня должны быть примерно такими:
длина кирпича b = 15мм
ширина кирпича a = 1мм
высота кирпича h = 0.5мм
если это не на много сложнее будет для вас, то я сразу расскажу про фазированную решётку из таких кирпичей. На поверхности куба со стороной скакжем 100мм, располагаются 7 таких кирпичей, как показано на рисунке. Кирпичи располагаются на расстоянии - 3мм друг от друга. На каждый из них действует деформирующий импульс(вдоль меньшей стороны) - радиоимпульс из 8 синусоидальных периодов, длительностью 1мкс каждый. Но со сдвигом по фазе 180 градусов. Куб стальной
vladr
Цитата(yrbis @ Dec 7 2007, 00:32) *
Было бы замечательно!! получить модель, яб тогда наверное быстрее понял как работает программа и сам бы смог составлять модели. Параметры у меня должны быть примерно такими:
длина кирпича b = 15мм
ширина кирпича a = 1мм
высота кирпича h = 0.5мм
если это не на много сложнее будет для вас, то я сразу расскажу про фазированную решётку из таких кирпичей. На поверхности куба со стороной скакжем 100мм, располагаются 7 таких кирпичей, как показано на рисунке. Кирпичи располагаются на расстоянии - 3мм друг от друга. На каждый из них действует деформирующий импульс(вдоль меньшей стороны) - радиоимпульс из 8 синусоидальных периодов, длительностью 1мкс каждый. Но со сдвигом по фазе 180 градусов. Куб стальной


Есть вопросы:
1. Из чего кирпичи?
2. Деформирующий импульс - это давление на стенки b*h? Какова амплитуда?

Геометрия простая, так что особой разницы в сложности нет, что один "кирпич", что решетка. Проблема в том, для 1МГц длина волны в объеме куба будет где-то 3-5мм, т.е. сетку нужно делать ну не грубее 0.5мм. 3D задача просто нереальна. Попробовал 2D - плоскость перпендикулярна длинной стороне "кирпичей" ("кирпичи" стальные, амплитуда давления на боковые стенки 100Н/м^2). На машине core2 duo 2.1GHz, 4GB считается около 4 часов.
Могу прислать результаты или пересчитать.
yrbis
В принципе мне объёмная задача и не нужна, нужна только плоскость, которая проходит через середины всех кирпичей под углом 90 градусов к плоскости в которой они лежат (см.рис.). Кирпичи стальные - это абстракция - т.е. преобразователь ЭМА формирует такие кирпичи в самом металле. И деформация тогда просходит в плоскостях параллельных поверхности. Про амплитуду сказать ничё не могу, вроде система более менее линейная должна быть, так что на ваш вкус. На результаты конечно хотелось бы посмотреть. yrbis@yandex.ru
vladr
Цитата(yrbis @ Dec 10 2007, 13:46) *
В принципе мне объёмная задача и не нужна, нужна только плоскость, которая проходит через середины всех кирпичей под углом 90 градусов к плоскости в которой они лежат (см.рис.). Кирпичи стальные - это абстракция - т.е. преобразователь ЭМА формирует такие кирпичи в самом металле. И деформация тогда просходит в плоскостях параллельных поверхности. Про амплитуду сказать ничё не могу, вроде система более менее линейная должна быть, так что на ваш вкус. На результаты конечно хотелось бы посмотреть. yrbis@yandex.ru


Результаты послал на Ваш мэйл. На всякий случай посылаю еще раз.

Цитата(yrbis @ Dec 10 2007, 13:46) *
В принципе мне объёмная задача и не нужна, нужна только плоскость, которая проходит через середины всех кирпичей под углом 90 градусов к плоскости в которой они лежат (см.рис.). Кирпичи стальные - это абстракция - т.е. преобразователь ЭМА формирует такие кирпичи в самом металле. И деформация тогда просходит в плоскостях параллельных поверхности. Про амплитуду сказать ничё не могу, вроде система более менее линейная должна быть, так что на ваш вкус. На результаты конечно хотелось бы посмотреть. yrbis@yandex.ru


Результаты послал на Ваш мэйл. На всякий случай посылаю еще раз.

Цитата(yrbis @ Dec 10 2007, 13:46) *
В принципе мне объёмная задача и не нужна, нужна только плоскость, которая проходит через середины всех кирпичей под углом 90 градусов к плоскости в которой они лежат (см.рис.). Кирпичи стальные - это абстракция - т.е. преобразователь ЭМА формирует такие кирпичи в самом металле. И деформация тогда просходит в плоскостях параллельных поверхности. Про амплитуду сказать ничё не могу, вроде система более менее линейная должна быть, так что на ваш вкус. На результаты конечно хотелось бы посмотреть. yrbis@yandex.ru


Результаты послал на Ваш мэйл. На всякий случай посылаю еще раз.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.