雨滴下落的数值模拟

对变质量雨滴的下落过程进行了研究,建立下落雨滴的动力学方程,用理论推导求解析解,并用计算机编程求解数值解,结果表明理论分析与数值结果一致。     

雨滴下落情况的理论分析

本文起源于一道高三物理训练题.该题引发了教师间较为热烈的讨论.为获得本题的确切结果,本文从理论上探究了雨滴在空中下落运动情况,包含位置时间关系、速度时间关系以及加速度时间关系,并用手机APP教学软件描绘了相应的函数图像,最后对本题的再编辑给出建议.     

下落的雨滴

1．速度 如果没有空气（阻力），当天上的云变成雨滴之后落下来，在经过一路的加速运动之后，到达地面时的速度会达到300m／s，这样的速度基本相当于子弹速度的一半．     

雨滴真的匀速下落吗?

有这样一道题:“无风的时候竖直下落的雨滴受到两个力的作用:重力,空气阻力。设空气阻力F与雨滴下落的速度v成正比,即F=kv。开始下落时雨滴的速度较小,空气的阻力也较小,雨滴加速下落,速度越来越大。随着速度的增大,空气阻力也增大。当空气阻力增大到与重力平衡时,雨滴就以一定的速度匀速下落。这个速度叫做极限速度或收尾速度。设雨滴的质量为m,试证明雨滴的极限速度v=mg/k。”     

变直径深孔爆破岩体应力场的数值模拟

采用变直径深孔爆破工艺解决天矿高台阶开采的爆破根底问题，设计了等直径和变直径两种深孔形式，对两种深孔爆破后的应力场进行了数值模拟，得出了有很多有意义的结论，为在高台阶开采的矿山推广变直径深孔爆破提供了一些理论方面的探讨。     

基于Matlab PDETOOL的水电模拟实验电场数值模拟

在水电模拟实验过程中,为了减少实验及数据处理的工作量,节约实验的时间和器材成本,更直观的显示实验过程中的电场分布情况,在水电模拟实验测量电势分布的环节引入数值模拟技术:以拉普拉斯方程为基础建立了描述实验过程中电场中电势分布的数学模型,并介绍了基于Matlab的该模型的求解方法,得到了较好的可视化仿真效果。通过与实验测得的电势分布比较,说明了数值模拟方法的可行性、准确性以及相对于实验方法的优势:可视化效果好,操作简单易行,节约大量实验材料及实验时间,有利于对电场分布的整体把握,具有广阔的推广前景。     

雨滴下落问题刍议

通过对雨滴下落机理的探讨,揭示了雨滴下落的本质,排除了雨滴是因“空气的浮力托不住才落向地面”的误解,并解答了有关雨滴下落问题的一些疑惑.     

雨滴下落速度的讨论

在阐述了雨滴形成机制的基础上,运用流体力学的相关知识,分析了黏性阻力和压差阻力对雨滴下落速度的影响。笔者将雨滴视为球体,考虑到其大小及所受阻力的不同,推导计算出雨滴的下落速度与其半径之间的关系,最后对雨滴下落的收尾速度做了一般性的讨论。     

下落雨滴的终极速度漫议

2003年高考物理(江苏卷)试题中有这样一道题目:当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度,已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v,且正比于球半径r,即阻力为f=krv,k是比例系数,对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10~(-4)N·s/m~2,已知水的密度ρ=1.0×10~3kg/m~3,取重力加速度g=10m/s~2.试求半径r=0.1mm     

雨滴下落加速度图像研究

有关研究表明,雨滴在空中下落的过程中,速度v较小时,雨滴受到空气阻力f与下落的速度v成正比,即f=kv;速度v较大时,雨滴受到空气阻力f与下落速度v的二次方成正比,即f=kv2.对此,笔者对雨滴在重力和空气阻力作用下下落加速度随时间变化的图像进行了研究.1雨滴下落速度较小的过程雨滴下落速度较小时,雨滴受到的阻力f=kv.根据牛顿第二定律有mg-f=ma,即     

混沌系统的仿真实现

利用MATLAB软件,以程序的形式对Lorenz、Duffing和Rossler三种经典混沌系统相图、x-t曲线进行仿真,并对其进行分析,阐述混沌系统的特点.     

基于MATLAB的电力电子仿真

随着电力电子技术的不断发展,可控整流电路在直流电动机控制、可变直流电源、高压直流输电等方面得到广泛应用。本文建立了基于MATLAB的单相桥式整流电路、三相全控桥式整流电路的动态模型,给出了仿真实例与仿真结果,验证了模型的正确性,并展现了MATLAB仿真具有的快捷、灵活、方便、直观等优点,从而为电力电子电路的教学及设计提供了有效工具。     

地球自转对抛体运动影响的数值分析

用MATLAB软件,对抛体运动进行数值求解,分析地球自转所产生的影响.     

电压空间矢量脉宽调制的算法仿真实现

详细分析了SVPWM原理,介绍了SVPWM的产生过程,利用MATLAB/SIMULINK实现了SVPWM.     

基于MATLAB的数字电路建模与仿真

通过实例介绍了用MATLAB对数字电路建立仿真模型及进行动态仿真的方法,最后给出了直观的仿真结果,验证了建摸的正确性和仿真的可行性.     

用MATLAB模拟菲涅耳直边衍射

用MATLAB软件仿真模拟了菲涅耳直边衍射实验,给出了相应物理规律和图形化的效果。实验结果的图样细致逼真,使整个物理过程变得直观、形象、生动。     

电机软启动器的MATLAB仿真分析

软启动器是一种用于控制鼠笼式异步电动机的新设备,具有传统启动方法无法比拟的优势。软启动器一般以大功率双向晶闸管构成交流调压电路,通过控制晶闸管的触发角来调节输出电压。就软启动中使用的大功率双向晶闸管三相交流调压电路的特点进行分析与普通启动方式进行比较,并用MATLAB进行仿真。     

摆钟运动的simulink动态仿真

任何使用数学方式进行描述的动态系统都可以使用simulink进行建模、仿真与分析.通过摆钟运动系统的动态仿真,可以进一步体会simulink在动态仿真中完成诸如数据分析、过程自动化、优化参数等过程.