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时间:2020-02-01
《场论与数理方程lesson11.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、一、定义二维波动方程:高维波动方程三维波动方程:膜振动(自由)膜振动(强迫)边界条件分类:第二类边界条件:(给出沿外法向方向导数值)第三类边界条件:(给出与的线性组合的值)第一类边界条件(直接定义u在边界上的值)二、球平均法求解三维波动方程Cauchy问题:设,方程化为再设,化为为一维柯西问题,可用达朗贝尔公式求解(Ⅰ)定理:设那么(1)式存在唯一的解:其中为以M为球心,at为半径的球面泊松公式例:已知求初值问题(1)解。解:(由泊松公式)设二、降维法求解二维波动方程Cauchy问题:(2)设与无关,满足由泊松公式将积分化为在z=常数上的投影或化为极坐标:二维泊松公
2、式四、泊松公式解的物理意义:依赖区域1.二维情形:由二维泊松公式,对点,依赖于内,即,为的依赖区域,此区域的决定区域为:二维波动方程特征解的影响区域为:与距离为的点,经后开始受到扰动影响,随着时间推迟,这种影响并不消失。考察:若初始扰动在平面上,一个有界区域中,观察区域外。记与最近距离为,则时,函数未受到影响。当时,点处开始受到扰动的影响,且不会消失。因此,局部范围内的初始扰动,具有长期的后效现象。且逐渐上升,扰动逐渐减小,愈来愈弱,称为波的弥漫。2.三维情形(仿照二维):的依赖区域:它的决定区域:初始平面上一点的影响区域为锥面:惠更斯原理:的影响区域时为:为一个以
3、为中心,半径为的球面,随着增加,扰动面以在扩大。对一点,若与距离为,只有时,受到扰动影响,过后恢复常态。考察:某有界区域中扰动的传播。任意一点处,经时间后,影响区域为以为中心,为半径的球面上。所有这些球面的外包络面称为传播波的前阵面。
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