CH3-2-20140312设计波法讲解
能带计算平面波方法
能带计算平面波方法
计算平面波方法（Plane Wave Method）是一种常用的计算材
料电子结构的方法，主要用于计算固体晶体的电子能带结构和物性。
以下是可以带计算平面波方法的步骤：
1. 准备晶体结构：首先要准备晶体结构的信息，包括原子的位置坐标和晶胞参数。
可以使用实验结果或者其他计算方法获得。
2. 设定计算参数：设定计算平面波方法的计算参数，包括选择的波函数基组、计算的精度和收敛准则等。
波函数基组一般是由平面波和赝势构成，通过选择适当的平面波截断能和赝势能来平衡计算精度和计算效率。
3. 生成平面波基组：根据设定的能量截断和晶胞参数，生成平面波基组。
平面波基组是由一组平面波组成，用于展开电子波函数表示。
4. 计算赝势：如果使用赝势方法，需要生成赝势。
赝势是用来近似描述原子核和价电子间的相互作用的势能，通过赝势可以将电子波函数的计算范围限制在局域空间内，减少计算量。
5. 执行总能量计算：使用平面波基组和赝势，通过求解波函数的Schrödinger方程，计算体系的总能量。
总能量包括动能、
电子-电子、电子-原子核相互作用等项。
6. 计算能带结构：根据总能量计算得到体系的能带结构。
能带结构是描述固体材料电子能级分布和能量间隙的重要参数，可
以通过求解电子的Bloch方程得到。
需要注意的是，计算平面波方法是一种基于密度泛函理论的计算方法，对于大系统的计算可能需要较高的计算资源和时间。
此外，对于一些特殊的体系（如过渡金属、化学反应等），可能需要使用更复杂的波函数基组和近似方法来提高计算精度。
波形发生器设计方案
波形发生器设计方案一、引言波形发生器是一种电子设备，用于产生具有特定频率、振幅和形状的电信号。
它在各种应用中广泛使用，例如科学实验、医疗设备和通信系统等。
本文将介绍一种波形发生器的设计方案。
二、设计原理波形发生器的设计原理是基于振荡电路。
振荡电路是一种能够稳定产生周期性信号的电路，通常采用反馈路径来实现。
在波形发生器中，我们将采用RC振荡电路作为基础。
三、设计步骤1. 选择合适的电路元件我们需要选择合适的电容和电阻来构建RC振荡电路。
根据所需的频率范围和精度要求，选取合适的元件。
2. 计算元件数值根据振荡电路的设计公式，计算所需的电容和电阻数值。
确保电容和电阻的数值可获得并满足设计需求。
3. 组装电路根据所选的电路元件和计算得到的数值，组装RC振荡电路。
确保元件的正确连接，并注意防止干扰和噪音。
4. 调试和优化连接电源后，使用示波器监测输出信号。
如果波形不满足设计要求，可以调整电容或电阻的数值进行优化。
四、特性和功能该波形发生器设计方案具有以下特性和功能：1. 频率可调性：通过调整电容或电阻的数值，可以实现不同频率的输出信号。
2. 波形形状可变性：根据实际需求，可以调整电路参数以产生正弦波、方波、矩形波等不同形状的输出信号。
3. 稳定性和精度：经过调试和优化后，该波形发生器能够稳定输出准确的波形信号。
五、应用领域本设计方案的波形发生器可应用于以下领域：1. 科学实验：在物理、化学等实验中，需要产生特定频率和形状的信号，用于测试和研究。
2. 医疗设备：在医疗设备中，波形发生器常用于心电图机、超声设备等，用于诊断和治疗。
3. 通信系统：在通信系统中，波形发生器被用于产生调制信号和时钟信号等，保证通信的稳定和可靠。
六、总结波形发生器是一种重要的电子设备，在多个领域中发挥着重要作用。
本文介绍了一种基于RC振荡电路的波形发生器设计方案，通过选择合适的元件、计算数值、组装电路和调试优化等步骤，可以实现频率可调、波形形状可变的输出信号。
ch3_频谱分解法
Ly x = λρy x , a < x < b 界 件 边 条
其中W( ym, yn )称为函数 和 的Wronski行列式。 Wronski行列式 行列式。 在区间上带权重正交， 则ym和yn在区间上带权重正交，即
∫
b
a
ym(x) yn ( x)ρ(x) d x = 0
d d L=− k −q dx dx
Nn = nπ nπ sin x, sin x = l l nπ l ∫0 sin l xd x = 2
l 2
f ( x), g( x) = 0 l nπ mπ nπ mπ x, sin sin x = ∫ sin x sin xd x = 0 0 l l l l
函数正交性 正交完备系 空间中任意函数的展开及其系数
yi ( x), i =1(1)∞
yi , y j = N δ
fi =
2 i ij
f (x) = ∑ fi yi (x)
i=1
∞
yi ( x), yi ( x)
yi ( x), f ( x)
=
yi ( x), f ( x) N
2 i
Sturm-Liouville问题 Sturm-Liouville问题
本征函数系具有正交性质。 本征函数系具有正交性质。
展开定理（正则型S-L本征值问题）： 展开定理（正则型S 本征值问题）： n=1(1) 本征值问题存在本征值序列λn , n=1(1) ∞和相 应的本征函数系y 和其导数f’( 应的本征函数系ym(x)，若f(x)和其导数f’(x)在区 上分段连续。 间[a, b]上分段连续。则有逐点收敛展开公式
T′′(t ) + λa T(t ) = 0, t > 0 X′′(x) + λX (x) = 0, 0 < x < l
高中物理 第十二章 2 波的图象教材梳理教案 新人教版选修3-41
波的图象疱丁巧解牛知识·巧学一、波的图象1.波的图象波传播时，各质点都在平衡位置附近振动，如图12-2-1所示为向右传播的横波中各质点在某时刻的位置.各质点的位移矢量用从平衡位置指向该时刻所在位置的有向线段表示.波的图象有时也称波形图，简称波形.图12-2-1误区警示尽管横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰好处于平衡位置.但是波的图象表示的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移情况，两者之间有明显的区别，要注意.2.横波的波形图象的建立用横坐标x表示在波的传播方向上介质中各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移方向向上时为正值，位移向下时为负值.在xy平面上，画出各个质点的平衡位置x与各质点偏离平衡位置的位移y的各点（x，y），用平滑的曲线把各点连接起来就得到了横波的波形图象（如图12-2-2）.图12-2-23.纵波的图象的建立波的图象是一种数学的表示方法，只是在横波的情况下能直观地表示出波形.在纵波中，如果规定质点的位移方向向右时取正值，位移方向向左时取负值，可以同样地画出如图12-2-3所示的纵波的图象，可以看出纵波的图象与纵波的“形状”并无相同之处.实际上，在横波中如果规定位移方向向下时取正值（一般不这样规定，但这样规定未尝不可），则作出的波的图象与横波的形状恰好相反.图12-2-3纵波的图象，图甲表示各个质点所在的平衡位置，图乙表示各个质点发生的位移，图丙表示纵波的图象，其中横坐标表示各个质点的平衡位置，纵坐标表示各个质点的位移，如x2表示质点2向右的位移，x5表示质点5向左的位移.图12-2-34.正弦波如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波.5.图象的特点（1）横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰好处于平衡位置.（2）波形图线是正弦或余弦曲线的波称为简谐波.简谐波是最简单的波.对于简谐波而言，各个质点振动的最大位移都相同.（3）波的图象的重复性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同.（4）波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图象中波可能向x轴正向或x轴负向传播.二、由波的图象可获取的信息如果已知一列波某时刻波形如图12-2-4所示，那么我们从波的图象中可以获取的信息有以下几点：图12-2-41.可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移.图线上各点的纵坐标表示的是各点在该时刻的位移.如图线上的M点的位移是2 cm.2.可以直接看出在波的传播过程中介质各质点的振幅A，即波动图线上纵坐标最大值的绝对值，如图12-2-4中波的振幅为A=4 cm.3.可以由波的传播方向判断出质点的运动方向，也可以由质点的运动方向判断出波的传播方向.如图12-2-4中，由波向右传播，可知点M向上运动，反之，如果M向上运动，可知波向右传播.方法归纳根据波的传播方向确定质点的振动方向（或由质点振动方向确定波传播方向）(1)带动法：在质点P靠近波源一方附近图象上找另一点P′，P′若在下方，则P向下运动；若P′在上方，则P向上运动.(2)微平移法：根据波的传播方向，作出经微小时间Δt（Δt＜T/4）后的波形，由此可知Δt后质点的位置，根据其位置可判断出质点的振动方向.(3)口诀法：上坡“下”，下坡“上”，即沿着波的传播方向看，向上凸起时的振动方向向下，反之向上.(4)可以画出另一时刻的波形图，波由介质中的某一点传播到另一点需要一定的时间，即机械波在介质中是以一定的速率v （通常称波速）传播.在单位时间Δt 内某一波峰或波谷（密部或疏部）沿波的传播方向移动的距离等于波速.如果已知一列简谐波在t 时刻的波形图象及波的传播方向，又知波速，就可以画出经Δt 后的波形图象.学法一得 在已知的某一时刻的波形图象，若要画出t+Δt 时刻的波形图象，则须将波的图线沿波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt，即得到t+Δt 时刻的波形图象.若要画出t-Δt 时刻的波形图象，则须将波形图线逆着波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt，即得到t-Δt 时刻的波形图象，这种方法称为平移法. 辨析比较 波的图象和振动图象的比较.振动图象 波的图象 研究对象一个振动质点 沿波传播方向上若干质点 坐标 横轴表示时间，纵轴表示质点的位移横轴表示波线上各质点平衡位置，纵轴表示各质点对各自平衡位置的位移 研究内容一个质点的位移随时间变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律 图象物理意义图象表示一个质点在各个时刻的位移 图象表示某时刻，波线上各质点的位置 图象变化 随时间延伸，图象形状不变，只是图象沿t 轴延续 随时间推移，图象整体沿波的传播方向平移一个完整正弦（余弦）图象 表示一个周期T表示一个波长λ 典题·热题知识点一 波的图象例1如图12-2-5所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x 轴正向传播.图12-2-5（1）该时刻A 质点运动的方向是向_____________，C 点的运动方向是向_____________，D 点的运动方向是向_____________.（2）再经过2T ，质点A 通过的路程是___________cm ，质点C 的位移是___________cm. 解析：（1）由于波沿x 轴正方向传播，所以A 点在“下坡区”，向上运动；C 点、D 点均在“上坡区”，C 、D 两点都向下运动.（2）再经过2T ，A 又回到平衡位置，所以A 通过的路程为4 cm ；C 点也回到平衡位置，其位移为0.答案：（1）上 下 下（2）4 0方法归纳 对于做简谐运动的质点其位移都是相对平衡位置而言.与起点在何处无关，这一点与运动学中的位移有所不同.例2一列横波在某时刻的波形图象如图12-2-6所示，此时质点F 的运动方向向下，则下列说法正确的是( )图12-2-6A.波水平向右传播B.质点H 与质点F 的运动方向相同C.质点C 比质点B 先回到平衡位置D.此时刻质点C 的加速度为零解析：由于质点F 要追随和它邻近的并且离波源稍近的质点运动，又知道质点F 的运动方向是向下的，则与它相邻的离波源稍近的质点的位置应在它的下方，对照图象可以判断出波源在质点F 的右方，故波是向左传播的，所以A 选项错误；与质点H 邻近的并且离波源在质点I 的位置在质点H 的上方，则质点H 的运动方向是向上的，故B 选项错误；同理，可判断质点C 要向下直接回到平衡位置，而质点B 则先向上运动到最大位移后再返回平衡位置，这样质点C 要比质点B 先回到平衡位置，故C 选项正确；质点C 此时处于最大位移处，其加速度最大，D 选项错误.答案：C方法归纳 明确质点间的带动作用及F 点的振动方向，判断出波的传播方向，是解题的关键. 知识点二 波的图象的应用例3一列横波在某时刻的波形图如图12-2-7所示.若此时刻质点a 的振动方向向下，则波向什么方向传播？图12-2-7解析：取和a 点相邻的两个点b 、c ，若a 点此时刻向下振动，则b 点应是带动a 点振动的，c 点应是在a 点带动下振动的，所以b 点先振动，其次是a 、c 两点.因此，波是向左传播的. 答案：波向左传播.方法归纳 此题是考查波的传播方向与质点振动方向的关系.具体可以采用带动法或对波动图象形状变化的想象法得出答案.巧解提示 此类题目也可用平移法，画出下一时刻的波形，进行比较.知识点三 波的图象和振动图象例4一列简谐波在t=0时刻的波形图如图12-2-8（a ）所示，图（b ）表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则( )图12-2-8A.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为a 点的振动图象B.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为b 点的振动图象C.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为c 点的振动图象D.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为d 点的振动图象解析：在图(b)的振动图象中，t=0时刻质点在平衡位置并向y 轴的正方向运动，而图(a)的波形图却表明在t=0时刻，质点b 、d 在平衡位置，而a 、c 不在平衡位置，故A 、C 选项不可能正确.若波沿x 轴正方向传播，质点b 应向上运动（逆着波的传播方向在它附近找一相邻点，此点正好在它的上方，质点b 就应跟随它向上运动），B 选项正确.若波沿x 轴正方向传播，同理可以确定质点d 应向下运动.D 选项错.答案：B巧解提示 对振动图象中某时刻振动质点运动方向的判断也可用“上坡上，下坡下”方法判断，“上坡”与“下坡”是指沿时间看去，“上坡”区均向上振，“下坡”区均向下振. 例5图12-2-9（a ）表示一列简谐波在介质中传播时，某一质点a 的振动图象，请你在（b ）图中作出这列简谐波在t=0时刻的波形图（质点a 画在坐标原点上）.图12-2-9解析：t=0时刻质点a 正处于平衡位置且沿+y 方向运动，经4T 达正向最大位移处，设x 轴正向为波动方向，由波动与振动方向关系的判断方法，得出t=0时刻的波形如图12-2-10.图12-2-10答案：如图12-2-10所示.方法归纳 解此题关键要抓住t=0时，质点a 的振动方向，这就要求同学们熟练掌握振动图象，知道质点a 的振动方向后，又假设波传播方向为x 轴正向，根据带动法即可得到t=0时的波的图象.知识点四 由已知波形图象画出某一时刻的波形图象例6一列沿x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图12-2-11所示，已知波的传播速率是16 m/s.图12-2-11（1）指出这列波中质点振动的振幅是多少；（2）画出再经过0.125 s时的波形图象.解析：由图象的含义可以直接读出各质点的振幅，利用平移法可画出再经过0.125 s时的波形图象.答案：（1）由图象可以看出，质点振动的最大位移是10 cm，因此振幅是10 cm.（2）经0.125 s波形沿x轴正方向移动的距离为Δx=vΔt=16×0.125 m=2 m，所以经过0.125 s后的波形图象如图12-2-12中的虚线所示.图12-2-12方法归纳当波形曲线沿x轴正方向移动2 m后，要注意将0到2 m之间的曲线补齐，画好.巧妙变式若要画出此时刻前0.125 s时的波形图象，只需沿x轴负方向移动2 m即可.知识点五波形图的周期性以及波传播方向的双向性例7如图12-2-13是一列简谐波某一时刻波的图象，下列说法正确的是( )图12-2-13A.波一定沿x轴正方向传播B.a、b两个质点的振动速度方向相反C.若a点此时的速度方向沿y轴正向，那么波的传播方向是沿x轴的正方向D.若波沿x轴的负向传播，则b质点的振动速度方向沿y轴的负方向解析：x轴是表示在波传播方向上的一系列质点的平衡位置，但x轴指向不表示波的传播方向，故A选项错.根据“坡形”法：无论波向左还是向右传播，a、b都处于不同“坡区”，即当a处于下坡路时，b为上坡路，所以两者振动速度方向相反，故B选项正确.同理可判断C选项正确，D选项错误.答案：BC误区警示波的图象问题中，由于波传播的周期性，波形图的周期性以及波传播方向的双向性，常有很多问题会出现多解，部分同学在解答时常会出现漏解现象.问题·探究问题怎样画波的图象？探究思路：波由介质中的某一点传播到另一点需要一定的时间，即机械波在介质中是以一定的速率v（通常称波速）传播.在单位时间Δt内某一波峰或波谷（密部或疏部）沿波的传播方向移动的距离等于波速.如果已知一列简谐波在t时刻的波形图象及波的传播方向，又知波速，就可以画出经Δt后的波形图象.具体方法是：（1）在已知的某一时刻的波形图象上将波的图象沿波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt，即得到t+Δt时刻的波形图象.（2）若要画出t-Δt时刻的波形图象，则要将波形图象逆着波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt，即得到t-Δt时刻的波形图象.这种方法称为平移法.探究结论:沿波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt.欢迎您的下载，资料仅供参考！。
设计波法与设计谱法
参考书目
T.Sarpkaya and M.Isaaoson,Mechanics of Wave Forceson Offshore Structures,Litton Educational Pub.,New York,1981.
海洋结构物水动力学目录 1图
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在生存条件下海洋结构物的安全性 主要包括海洋结构物在海浪中的稳定性，由于甲板冲击、上浪或由于疲劳、振动等导致海洋结构物失事等问题。
海洋结构物的下水和拖航 研究海洋结构物下水、拖航至安装地点所遇到的水动力问题。例如，下水和拖航时各种流体动力和稳定性问题。
海洋结构物构件的水动力 包括对各种形状的结构和构件群(如数个相同的立柱)的水动力，并研究某些海洋结构物的桩柱或升管在流体中产生的旋涡和振动，以及与平台运动有关的粘性阻尼等粘性水动力问题。
藤井斉、前田久明、小林正典： 海洋構造物の運
動推定法（Ⅰ），《日本造船学会誌》，4月，1981。
海洋结构物水动力学主要研究海洋结构物在生存条件和工作条件下的性能。生存条件是指海洋结构物在使用期内可能遇到的最危险海况,一般是取50年、100年一遇的环境条件极值研究方法 有下述三种方法： \n 分析法 用来探讨海洋结构物在波浪中的性能，有设计波法、设计谱法、非线性时域分析法和随机线性响应法。
高二物理选修34 122波的图象 LIPPT课件
3.两种图象的形状都是正弦或余弦曲线
17
三、振动图象与波的图象的比较
研究对象
振动图象 单一振动质点
波动图象 沿波传播方向的所有质点
研究内容 一质点的位移随时间的 变化规律
x/m
某时刻所有质点的空间 分布规律 y/m
图线
0
t/s 0
x/m
物理意义 图线变化
表示一个质点在各时刻的 位移
随时间推移图象延伸， 但已有的图象形状不变
讲师：XXXX
日期：20XX.X月
24
）
A．若波沿x轴正方向传播， y a
(b)图应为a点的振动图象
b
O
B．若波沿x轴正方向传播，
d
x
c
(b)图应为b点的振动图象
(a)
C．若波沿x轴正方向传播， y
(b)图应为c点的振动图象 O
t
D．若波沿x轴正方向传播，
(b)图应为d点的振动图象
(b)
21
Q&A问答环节
敏而好学，不耻下问。 学问学问，边学边问。
2.若波向右传播，此时刻d点向什么方向振动？
d点应该向下振动
y/cm
0
a
b
x/m
19
课堂练习
一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此
波在某一时刻的波形图，并且此时振动只发生在M、
N之间，并知此波的周期为T，Q质点速度方向在波
形图中是向下的，下面说法中正确的是（ C ）
A.波源是M，由波源起振开始计时，
3
横波动画展示
4
一、波的图象
1.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置 2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移
感测技术--ch2-3
本开关电路原理如附图所示。Cl对220V市电降压，VSl、VS2对 负半波旁路，对正半波削波稳压，经VDl整流、C2滤波后得到 12V直流电压。12V电压除为三极管Vl供电外，经R2降压、 VS3稳压、C3滤波后得到6V电压．作为ICl电源。当ICl未探测 到红外信号时，输出端第②脚为高电平。V1无基极偏置而截 止，V2亦截止，灯泡EL不亮。
有人进入楼道口时，移动人体发出的红外线被红外传感器接收， 经ICl处理后，第②脚输出低电平，V1导通。12V直流电压经 Vl、VD3给电容C4充电，V2迅速饱和导通，灯泡EL点亮。人 走过后，ICl的第②脚恢复高电平。V1截止。这时，C4放电期 间仍维持V2继续导通。随着C2上电压的下降，V2由饱和区进 入放大直至截止区，EL亦相应地由亮逐渐变暗直至熄灭。
菲涅尔透镜：增大热释电传感器的探测距离，是一组透镜，每个 只有一个不大的视场，且相邻视场不连续都相隔一个盲区。当人 体在具有此透镜的传感器监控范围内移动时，形成一个不断交替 变化的盲区和亮区使敏感单元的温度不断变化
在热释电红外传感器中有两个关键性的元件，一个是 热释电红外敏感单元(PIR)，它能将波长为8一12um 之间的红外信号变化转变为电信号，并能对自然界 中的白光信号具有抑制作用，在探测器的警戒区内， 当无人体移动时，热释电红外感应器感应到的只是 背景温度，当人体进人警戒区，通过菲涅尔透镜， 热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度 的差异信号，红外探测器的红外探测的基本概念就 是感应移动物体与背景物体的温度的差异。 另外一个元件是菲涅尔透镜，有折射式和反射式，作 用有两个：一是聚焦作用，即将红外信号折射（反 射）在PIR上，二是将警戒区内分为若干个明区和 暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形 式在PIR上产生变化热释红外信号，这样PIR就能产 生变化的电信号。
选修3-4第十二章第5节波的衍射教学设计(2篇)
选修3-4第十二章第5节波的衍射教学设计一、教材分析《波的衍射》是人教版高中物理选修3-4《机械波》第12章第5节的教学内容，本节课为一个课时，主要学习波的一种现象------衍射。
本节内容是对以后学习光的衍射是很好的促进。
二、教学目标1.知识目标（1）．知道什么是波的衍射现象．（2）．知道波发生明显衍射现象的条件．（3）．知道衍射是波特有的现象．2.能力目标通过生活的实例和现象，培养学生观察实验和动手操作的能力。
3.情感目标培养学生认着观察生活现象和严谨的科学态度三、重点难点重点：衍射现象及发生明显衍射现象的条件．难点：对产生明显衍射现象的条件的理解．四、学情分析本节内容较为抽象，但是和实际生活联系的比较密切，学生应该是比较容易感知和掌握的。
五、教学方法通过观察实验，感知波的衍射现象，得出发生明显衍射现象的结论六、教具和课前准备1水槽、挡板2、学生准备：把导学案的课前预习内容做完整并且核对答案。
3、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案，还有教具的准备。
七、课时安排一个课时八、教学过程：在日常生活中，我们能听到障碍物后方发出的声音，像这种波绕过障碍物或孔（缝）传播的现象是波所特有的一种现象．（一）波的衍射【演示】在水波槽里放一个小挡板，让波源发出的圆形波遇到小挡板．将实验现象用投影仪投影在屏幕上．现象：水波绕过小挡板继续传播．1．波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射．2．一切波都能发生衍射．3．衍射是波特有的现象．（二）发生明显衍射现象的条件【演示】在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播？（1）保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度（缝由窄到宽改变），观察波的传播情况有什么变化？将实验现象没影在屏幕上．观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象，水波绕到挡板后面继续传播．在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”．（2）保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象投影在屏幕上．可以看到：在缝宽不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显．1．演示结论：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象；窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显；窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象．2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象．【注意】一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，不易被我们观察到．【例1】在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振子振动频率为5Hz，水波在水槽中传播速度为0.05m／s，为使实验效果更明显，使用小孔直径d应为______m．［解析］由发生明显衍射现象的条件知，当时满足要求．由知因为所以【小结】波绕过障碍物或孔（缝）传播的现象叫做波的衍射．一切彼都能发生衍射．发生明显衍射现象条件是障碍物或孔（缝）尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小．衍射是波特有的现象．四、课堂跟踪反馈1．要发生明显衍射现象必须使孔或障碍物的尺寸比波长_______或_______．2．波的衍射现象是指波______的现象；通过衍射，波能把______传到“阴影”区域，这是波的特有现象．3．如图所示，波长相同的水波通过宽度不同的孔，在a图发生了明显的_____现象，这是因为孔的宽度和波长_______的缘故；在b图，孔后面的水波是在连接波源和孔边的两条直线所限制的区域里传播，这是因为____________缘故．参考答案1．小相差不多2．绕过障碍物继续传播能量3．衍射差不多孔的宽度比波长大得多．课时12.4波的衍射和干涉1.通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。
波形发生器课程设计
波形发生器课程设计课程设计用纸教师批阅波形发生器设计摘要波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。
所以本设计使用的是DAC0832芯片构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。
在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小。
在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。
本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
本设计制作的波形发生器，可以输出多种标准波形，如方波、正弦波、三角波、锯齿波等，还可以输出任意波形，如用鼠标创建的一个周期的非规则波形或用函数描述的波形等，输出的波形的频率、幅度均可调，且能脱机输出。
设计的人机界面不但清晰美观，而且操作方便。
关键词:波形发生器;DAC0832;单片机;波形调整- - - 1 -课程设计用纸教师批阅目录一、设计目的及意义 ..................................................................... ..... - 3 - 1.1设计目的 ..................................................................... ................ - 3 - 1.2设计意义 ..................................................................... ................ - 3 - 二、方案论证 ..................................................................... ................ - 4 - 2.1设计要求 ..................................................................... ................ - 4 - 2.2方案论证 ..................................................................... ................ - 4 - 三、硬件电路设计 ..................................................................... ......... - 5 - 3.1设计思路、元件选型 .................................................................. - 5 - 3.2原理图 ..................................................................... .................... - 5 - 3.3主要芯片介绍 ..................................................................... ......... - 6 - 3.4硬件连线图 ................................................................................ - 10 - 四、软件设计 ..................................................................... .............. - 10 - 4.1锯齿波的产生过程 .................................................................... - 11 - 4.2三角波产生过程 ..................................................................... ... - 13 - 4.3 方波的产生过程 ..................................................................... .. - 14 - 4.4 正弦波的产生过程 ................................................................... - 16 - 4.5通过开关实现波形切换和调频、调幅 ..................................... - 18 - 五、调试与仿真 ..................................................................... .......... - 20 - 5.1仿真结果 ..................................................................... .............. - 21 - 六、总结 ..................................................................... ...................... - 22 - 七、参考文献: .................................................................... ........... - 23 - - - - 2 -课程设计用纸教师批阅一、设计目的及意义1.1设计目的(1)利用所学微机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。
高中物理第12章2波的图象课件新人教版选修3
19
(3)横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分 布相似，波形中的波峰即图象中的位移正向的最大值，波谷即图象 中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰 处于平衡位置．
20
2．波的图象的周期性 在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不 同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图象不同．质点的振动位 移做周期性变化，则波的图象也做周期性变化．经过一个周期，波 的图象复原一次．
复习课件
高中物理第12章2波的图象课件新人教版选修3
2021/4/17
高中物理第12章2波的图象课件新人教版选修3
1
2
第十二章 机械波
2 波的图象
3
[学习目标] 1.知道波的图象中横、纵坐标各表示什么物理量.2. 知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅、 波长、周期等物理量.3.能根据某一时刻波的图象和波的传播方向， 画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在 该时刻的振动方向．(重点)4.通过对波的图象的意义的了解，培养应 用数学工具表达物理关系的能力．
图象． 2．横波图象的物理意义：波的图象直观地表明了离波源不同距
离的各振动质点在某一时刻的_位_置__． 3．横波图象的特点：简谐波的波形为_正_弦__曲线．
7
二、振动图象与波动图象的对比 1．由波的图象可获取的信息 知道了一列波在某时刻的波形图象，如图所示，能从这列波的 图象中了解到波的情况主要有以下几点：
12
2．如图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由 图象可知( )
A．质点 b 此时位移为零 B．质点 b 此时向－y 方向运动 C．质点 d 的振幅是 2 cm D．质点 a 再经过T2通过的路程是 4 cm E．质点 a 再经过T2偏离平衡位置的位移是 4 cm
波形发生器设计方案
波形发生器设计方案1. 简介波形发生器是一种用于产生各种波形信号的电子设备。
波形发生器广泛应用于电子实验、通信、测试等领域，具有重要的实际意义。
本文将介绍一个基于数字技术的波形发生器设计方案。
2. 设计原理波形发生器的设计原理是基于数字信号处理技术的。
主要包括以下几个步骤：1.选择合适的数字信号处理器（DSP）芯片作为波形发生器的核心处理器。
DSP芯片具有强大的数学运算能力和高速数据处理能力，适合用于波形生成。
2.实现波形发生器的数字信号处理算法。
根据需求，可以选择正弦波、方波、三角波等常见的波形形式。
具体的算法实现可以利用DSP芯片提供的数学运算指令和运算库来完成。
3.将数字信号处理器与外部模拟电路相连。
使用模数转换器（ADC）将DSP芯片生成的数字信号转换为模拟信号，然后通过低通滤波器进行滤波处理，最后输出所需的波形信号。
3. 设计步骤步骤一：选择合适的DSP芯片根据波形发生器的性能要求，选择一款功能强大的DSP芯片作为波形发生器的核心处理器。
考虑芯片的计算能力、存储容量、接口类型等因素。
步骤二：实现波形生成算法根据需求，在选择的DSP芯片上开发波形生成算法。
可以使用C语言或者汇编语言来编写算法代码。
常见的波形生成算法包括：•正弦波生成算法：利用正弦函数的周期性特点，通过离散化计算得到正弦波的采样值。
•方波生成算法：通过周期性地改变正负值来生成方波的采样值。
•三角波生成算法：通过线性函数的斜率逐渐增大或减小来生成三角波的采样值。
步骤三：连接外部模拟电路将DSP芯片与外部模拟电路相连。
使用模数转换器将DSP芯片生成的数字信号转换为模拟信号。
选择合适的ADC芯片，并配置相应的通信接口。
步骤四：滤波处理与输出通过低通滤波器对模拟信号进行滤波处理。
滤波器的设计要考虑去除数字信号的高频成分，保留所需波形的频谱特性。
最后，将滤波后的信号输出到波形发生器的输出端口。
4. 总结本文介绍了一种基于数字技术的波形发生器设计方案，通过选择合适的DSP芯片、实现波形生成算法、连接外部模拟电路和滤波处理与输出等步骤，可以实现高性能、多种波形的波形发生器。
ch2-3图解法资料
B
iC
2.3.2 图 解分析法
通过图解分析，可得如下结论： 1. ui uBE iB iC uCE |-uo| 基本共射放大电路的波形分析 2. uo与ui相位相反； 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。
iB /uA
iC /mA iC /mA
200uA 160uA Q1
放大区 Q
120uA 80uA
iB =40uA Q2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ vCE/V
截止区
饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加， iC iB 此时 i 即 uCE= UCES ，典型值为0.3V 截止区特点：iB=0， iC= ICEO 当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。
60 40 20
交流负载线
iB /uA Q` Q IBQ Q`` vBE/V vBE/V
Q` Q ICQ t
60uA 40uA
Q`` 20uA vC E/V vC E/V
t
t
VBEQ
t
VC EQ
2.3.2 图 解分析法
波形的失真定义（基本共射）：
由于放大电路的工作点达到了三极管 的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。
饱和失真
由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。
截止失真
注意：对于PNP管，由于是负电源供电， 失真的表现形式，与NPN管正好相反。
基本共射放大电路的截止失真 UBE =VBB－IBRb UCE=VCC－ICRc
基本共射放大电路的饱和失真
三、直流负载线与交流负载线
波的解析实验
波的解析实验波是自然界中一种非常重要的现象，而波的解析实验则是科学家们用来研究波动现象的重要手段之一。
通过解析实验，人们可以深入了解波的性质和特点，为波动现象的应用提供理论支持。
一、波的基本概念在进行波的解析实验之前，我们先了解一下波的基本概念。
波是一种能量在介质中传播的物理现象，它可以是机械波或电磁波。
机械波是通过介质的振动传播，如水波、声波等；而电磁波则是通过电场和磁场的相互作用而传播，如光波、无线电波等。
二、波的解析实验方法波的解析实验通常采用各种仪器和装置来观测和测量波动现象，以获取波的有关特性的数据。
常见的波的解析实验方法包括：1. 干涉实验：干涉实验是利用波的相位差来观察波的干涉现象。
典型的干涉实验是杨氏双缝实验，它通过在光路上设置两个狭缝，观察到干涉条纹的形成。
这个实验揭示了波的干涉现象和波的衍射特性。
2. 衍射实验：衍射实验是观察波向非阻障缝隙传播时的现象。
当波遇到一道缝隙时，波将绕过障碍物通过缝隙，随后会出现衍射现象。
衍射实验常见的形式有单缝衍射实验和双缝衍射实验，这些实验揭示了波的衍射特性和波的传播规律。
3. 探测实验：探测实验是通过仪器或装置来测量波的振幅、频率、波长等特性。
例如，声波的频率可以用频谱分析仪来测量，电磁波的振幅可以用示波器来测量。
三、波的解析实验的应用波的解析实验不仅仅是科学研究领域的一项基础研究工具，它还有许多重要的实际应用。
1. 医学影像学：在医学影像学中，波的解析实验被广泛应用。
例如，X射线的干涉实验可以用于获取人体内部的影像，从而提供医生诊断病情的依据。
2. 光学通信：光纤通信作为一种高带宽、低损耗的通信方式，是现代通信领域的重要应用之一。
光纤通信就是利用了波的衍射和干涉特性来进行信息传输。
3. 无线电通信：无线电通信利用了电磁波的传播特性来进行远距离通信。
通过波的解析实验，科学家们能够研究和改进无线电通信技术，提高通信质量和传输速率。
总结：波的解析实验是研究波动现象的重要手段，通过各种实验方法可以深入认识波的性质和特点。
方波,三角波波形发生器的设计
电子技能拓展与创新方波三角波电路姓名：学号：班级：院系：时间：目录摘要---------------------------------------------------------------------2关键词------------------------------------------------------------------2一设计任务与要求--------------------------------------------------2 1.1设计任务-----------------------------------------------------------------------------------2 二电路设计----------------------------------------------------------2 2.1 方案设计与论证-------------------------------------------------------------------------2 2.2 电路设计原理----------------------------------------------------------------------------3 2.2.1 电路原理框图-------------------------------------------------------------------------3 2.2.2 单元电路设计与计算说明----------------------------------------------------------3 2.3 原理图--------------------------------------------------------------------------------------4 2.3.1 总体原理图----------------------------------------------------------------------------4 2.3.2仿真调试，仿真图----------------------------------------------------------------------4 2.4 元器件选择与验证器材-----------------------------------------------------------------4 2.4.1元器件选择------------------------------------------------------------------------------4 2.4.2 LM7324管脚排列---------------------------------------------------------------------5 三制作与调试--------------------------------------------------------5 3.1 电路的装调----------------------------------------------------------------------------------5 四调试结论与误差分析----------------------------------------------6 4.1调试结论-------------------------------------------------------------------------------------6 4.2 误差分析------------------------------------------------------------------------------------6 五设计心得-----------------------------------------------------------------7六参考文献-----------------------------------------------------------7方波-三角波发生电路摘要：本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。
高中物理 122 波的图象课件 新人教版选修34
2．波的图象也称 波形图 ，简称 波形 ，如果波形是正弦 曲线，这样的波叫 正弦波 ，也叫 简谐波 。
介质中有正弦波传播时，介质的质点做 简谐运动 。
二、两种图象的物理意义 1．波的图象：表示介质中的各个质点在某一时刻的位移。 2．振动图象：表示介质中 某一质点在各个时刻 的位移。
1．为什么不同时刻波的图象的形状不同？ 提示：在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近 振动，不同时刻质点的位移不同，故不同时刻波的图象不同。 2．波的图象中，各质点的位移不同，是否说明各质点振动 能量不同？ 提示：在某一时刻介质中，各质点位移不同，但振幅相同， 振动能量相同。
例1 如图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波 形，由图象可知( )
A．质点b此时位移为零
B．质点b此时向－y方向运动
C．质点d的振幅是2 cm
D．质点a再经过
T 2
通过的路程是4
cm，偏离平衡位置的位
移是4 cm
解析：由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移此时为
零，选项A正确；因波向右传播，波源在左侧，在质点b的左侧
选一参考点b′，由图知b′在b上方，所以质点b此时向＋y方向
运动，选项B错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振
幅相同，所以质点d的振幅是2
cm，选项C正确；再过
T 2
的时
间，质点a将运动到负向最大位移处，故选项D错误。
答案：AC
1．简谐横波中各质点的振幅、周期是否相同？ 提示：振幅、周期均相同。 2．经T2时间，质点a运动至何处？ 提示：经T2，质点a运动至负向最大位移处。
CH3-2-20140312设计波法详解
2）短期预报
假设浮体对波浪作用的响应是线性关系，在得到各子规则 波中的幅频响应后，采用谱分析方法可得到不规则波中浮体 运动或波浪载荷的响应谱
浮体运动与波浪载荷幅值的短期响应服从Rayleigh分布。该分 布的唯一参数σ ²由响应谱 得到，即：
进而可得到船舶运动与波浪载荷短期预报的各种统计值，包括
均值和有义值等。其中，均值 为
设计波参数的确定方法
1）确定性方法（Deterministic Method）
以业主指定的最大规则波波陡为基础来确定设计规
则波波高。 2）随机性方法（Stochastic Method） 它是建立在海况统计特征上的，考虑了实际海面的 随机性和不规则性,用于分析不规则海浪对平台的作用。
一、确定性方法选择设计规则波波浪参数
波浪中船体运动的定义
剪力 Qsw, Qwv 和弯矩Msw, Mwv, Mwh 和 Mwt的符号规定
主要载荷参数：
在各状态中，总有一些载荷比较重要，一些相对次要。 不同状态、不同载荷、船体构件受力不同。 垂向弯矩——纵桁、纵骨、 甲板、船底、甲板开口围板 扭矩——横舱壁、甲板开口 水平弯矩、扭矩、垂向剪力——舷侧外板 水平弯矩——舷侧纵桁 目标：选一些典型状态，能够分别考核不同构件的强度。 主要载荷参数： MV 、 SV 、 M H 、 SH 、M T 、P 或 a等
0
5
10
15
20
25
30
周期（s）
由图示可以看出，横浪情况下分离力响应最大。并且随 着浪向与平台纵轴的夹角的减小分离力明显减小。
关于横轴的扭矩 MT
斜浪（浪向角θ =30°～60°,θ 指浪向与平台纵轴 的交角），波长约等于浮筒两端对角线长，波谷位于对 角线中心时扭矩将达到最大值。
20-21版：3.2 波的描述（创新设计）
25
课前学习
核心探究
学习小结
@《创新设计》
[针对训练2] 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形。当R点 在t＝0时的运动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向 运动，这些质点的x坐标取值范围是( )
A.2 cm≤x≤4 cm C.2 cm≤x＜3 cm
答案 (1)A (2)C (3)见解析图
24
课前学习
核心探究
学习小结
@《创新设计》
方法凝炼 求解两种图像结合问题的思路 (1)波的图像与振动图像外形上很相似，辨别它们时要看图像的横坐标是时间t还 是位移x。 (2)简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的振幅、周期均相同。 (3)求解两种图像结合问题的技巧是要从一种图像中找到某一质点的振动信息， 再根据该质点的振动信息、题设条件和相应的物理规律推知另一种图像及相关 情况。
32
课前学习
核心探究
学习小结
@《创新设计》
[针对训练3] (多选)一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中x＝2 m处的质 点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10 sin(5πt)cm。关于这列简谐波，下列说 法正确的是( )
A.周期为4 s C.传播方向沿x轴正向
33
B.振幅为20 cm D.传播速度为10 m/s
块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下振动30次，甲在波谷时，乙在波峰，
且两木块之间有一个波峰。则这列水面波( )
A.频率是30 Hz
B.波长是3 m
C.波速是1 m/s
D.周期是0.1 s
30
课前学习
核心探究
学习小结
@《创新设计》
解析 由题意知 T＝6300 s＝2 s，f＝T1＝0.5 Hz，A、D 错误；32λ＝3 m，则 λ＝2 m， B 错误；v＝Tλ＝22 m/s＝1 m/s，所以 C 正确。 答案 C
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波浪中船体运动的定义
剪力 Qsw, Qwv 和弯矩Msw, Mwv, Mwh 和 Mwt的符号规定
主要载荷参数：
在各状态中，总有一些载荷比较重要，一些相对次要。 不同状态、不同载荷、船体构件受力不同。 垂向弯矩——纵桁、纵骨、 甲板、船底、甲板开口围板 扭矩——横舱壁、甲板开口 水平弯矩、扭矩、垂向剪力——舷侧外板 水平弯矩——舷侧纵桁 目标：选一些典型状态，能够分别考核不同构件的强度。 主要载荷参数： MV 、 SV 、 M H 、 SH 、M T 、P 或 a等
•
•
7）规范化动态载荷组合参数，见附录
主控参数
其它载荷 压力 运动参数
3. 海洋平台波浪载荷的设计波法
确定作用于平台浮体上的波浪载荷的设计波法： 一般以100年一遇的最大规则波作为设计波，然后 计算作用在平台上的使用载荷和环境载荷以及在这些
3.4.3 设计波法的一些应用
1. 军规中的搜素法
波长 ~ 波幅的关系式
迎浪状态，变化波长，取一系列规则波作为计算波浪。 载荷的非线性响应（含砰击效应）
2. 设计波法（动态载荷法）在共同规范中的应用 1）HCSR等效设计波法概述 主要：a）迎浪中拱/中垂弯矩（舯部） b) 迎浪中部货舱前壁处最大/最小（中拱/中垂）剪力 横浪：舱内最大垂向加速度（横浪）
Load
ω
p
ω
b) 设计波的浪向β和波浪圆频率 一般，对某一工况，对主要控制载荷参数对应的波浪频 率，在浪向和频率范围内搜索，其中幅频响应最大值对 应的波向和频率，即为设计波的波向和频率。
特殊考虑（指定波向，或对波长范围的限定）
2）设计波的波幅
ζa
主要载荷参数的设计值 对应载荷参数的幅频响应最大值
垂向静水弯矩 垂向静水剪力 垂向波浪弯矩 船体梁载荷
垂向波浪弯矩
水平波浪弯矩 波浪扭矩
垂向静水弯矩
•
垂向静水剪力
•
船体梁波浪载荷（设计值）
•
载荷工况下的船体梁动载荷计算
•
5）外部水动压力载荷
海水静压力 舷外水压力 船首区域外部砰 击压力 外部载荷 露天甲板的外部 压力 舱口盖的外部压 力 上浪载荷 承载载荷 海水动压力 船底砰击压力 船首冲击压力
ζ ai：主要载荷参数i对应设计波波幅
RAO j： 载荷分量 j 的响应幅值算子
2）动态载荷状态
HSM
HSA
迎浪时船中部垂向波浪弯矩达到最小或最大值时的等效设计波
迎浪时船首垂线处的垂向加速度达到最小或最大值时的等效设计波
FSM
BSR BSP OST OSA
随浪时船中部的垂向波浪弯矩达到最小或最大值时的等效设计波
横荡
船舶重心处加 速度 垂荡
aheave f p a0 g
横摇
纵摇
180 T 3.1 2 a pitch f p 1.0 gL 180 T aroll f p
2
2
2
4）船体梁载荷
9000 1.25 0.025T f p f BK
B 75
T
1.2 2.57 1350f p L0.94 1.0 gL
asurge 0.2 f p a0 g
asway 0.3 f p a0 g
3.4 设计波法（或动态载荷法DLA）
Dynamic Load Approach 3.4.1 概述
1. 概率水平法，可回归出简化公式，便于规范中使用，
亦可用于直接计算。
缺点： 1）载荷分量组合问题？ 从概率水平法可知，是对幅值进行预报。 各载荷分量的信息被掩盖了（举例）。
2）局部载荷细节（比如压力），没有描述。
设计值——概率水平法，与规范要求对应，或特别考虑。 3）设计波相位和波峰位置 设计波波峰在纵向上与船重心位置之间的距离
λ x= -2πcosβ
—波长， —相位， —浪向角
4) 计算瞬时与载荷组合
R (t)
i
中垂
中拱
中垂 中拱 主控参数
t
t
其它载荷
t t t
t
压力
t
t
运动参数
t
5）概率水平法与设计波法的关系 概率水平法的对应，在波幅的确定上反映 设计波法，便于考虑非线性（砰击载荷的影响）
3.4.2 设计波的确定
内容：波长（频率） 波幅 相位 浪向 状态时刻
( )
ζa
t
2π g λ= 2 ω
1）波浪频率
a）利用波浪载荷计算程序，计算各浪向（0°、30°、 60°…… 或（ 0°、15°、30°、45°………… 各频率（0.2、0.25、0.30………1.8r/s）,或λ=0.4L ~ 2.5L 单位波幅规则波中的各载荷分量的频率响应。
斜浪：舯横剖面处最大/最小水平弯矩（中拱）
b．概率水平
10 -8 （25年寿命期）
c．载荷组合系数 主要载荷系数
CFi =
主要载荷参数瞬时最大值（某工况） 该参数长期值（设计值）
其它载荷分量的载荷组合系数(因数)
载荷分数 j 的瞬时值 ζ ai RAO j cos(Δ ) LCFij 该参数的长期值 该参数的长期值
横浪时船横摇运动达到最小或最大值时的等效设计波 横浪时船中水线处水动压力达到最小或最大时的等效设计波 斜浪时船在0.25L处的扭矩达到最小或最大时的等效设计波 斜浪时船纵摇加速度达到最小或最大值时的等效设计波
•
3）船舶运动和加速度（设计值）
横摇 船舶运动
纵摇 纵荡
T
2.3 k r gGM
2 g
2．动态载荷法（设计波法）思想： 考虑船舶实际航行状态（工况）下载荷的瞬时状态， 选择若干严重的工作状态，计算结构的应力。 可以总结船体可能处于各种状态中,选取若干严重的状 态。
3. 典型状态
迎浪 ：
静置法、动置法
中垂
中拱
垂向弯矩、剪力、水压力、货载
斜浪：
扭矩、水平弯矩、横摇惯性力 垂向弯矩、剪力、水压力、货载
• 船底砰击压力：
• 船首冲击压力：
2 pFB 1.025f FBcFBVim sin wl
6）内部载荷
静压力 液体引起的载荷 动压力
进水情况
静压力 干散货引起的载荷 内部载荷 遮蔽甲板和平台上的 载荷 动压力
进水情况
由分布力引起的载荷 单位载荷引起的集中力 最小晃荡压力 货舱中的晃荡压力 液体纵向运动产生的晃荡压力 液体横向运动产生的晃荡压力