Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Применение обобщенного метода Фурье в задаче полого волновода треугольного сечения

Тип Реферат
Предмет Наука и техника
Просмотров
1623
Размер файла
87 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Применение обобщенного метода Фурье в задаче полого волновода треугольного сечения

ПрименениеобобщенногометодаФурьевзадачепологоволноводатреугольногосечения

к. ф.-м. н. АндрушкевичИ.Е., ЖизневскийВ.А.

Витебскийгосударственныйуниверситетим. П.М.Машерова.

Решениеприкладныхзадачраспространенияэлектромагнитныхволнзачастуюсопряженоспроблемойпоискааналитическихрешенийкраевыхзадачматематическойфизики. Сэтойточкизрения, применениеметодаразделенияпеременныходинизвозможныхпутейэтогопоиска. ХорошоизученныйклассическийметодФурьепозволяетразделитьпеременныевдифференциальныхуравненияхвчастныхпроизводныхприменительнокграничнымусловиямпростейшеговида. Треугольнаяграницанаправляющейструктуры, рассмотреннойвстатье, неотвечаетвозможностямразделенияпеременныхвклассическомпредставлении. ВстатьерассмотреноприменениеобобщенногометодаФурьеразделенияпеременных, какодногоизспособоврасширениякругааналитическирешаемыхзадачприкладнойэлектродинамики. НапримереопределениясемействаЕ-волнволноводатреугольногосеченияпоказанопреимуществопередклассическимметодомразделенияпеременныхприрешениикраевойзадачидлядвухмерногоуравненияГельмгольца.

НагляднымпримеромреализациипреимуществобобщенногометодаФурье (ОМФ) [1] передклассическимприрешенииприкладныхзадачэлектродинамикиявляетсязадачапологоволноводатреугольногосечения (рис.1), оболочкакоторогопринимаетсязаидеальнопроводящую, авнутренняясредаявляетсяоднородной. Такаямодельвбольшинствеслучаевоказываетсяудовлетворительнойдляпрактическихрасчетов. Принеобходимостионауточняетсяпутемучетапотерьвметалле.

рис.1

Поиск векторов электромагнитного поля обычно замыкается на рассмотрение уравнения Гельмгольца, которому должны удовлетворять компоненты этих векторов:

(1)

Пространственная задача о распространении волн в подобной продольно-однородной структуре сводима к решению двумерного уравнения Гельмгольца путем классического отделения переменной z, т.е. представления искомой функции в виде:

(2)

Уравнение для при этом принимает вид:

(3)

Здесь неизвестна не только функция, но и параметр l, имеющий смысл поперечного волнового числа. Само по себе уравнение (3) не имеет определенных решений с физической точки зрения. Необходимо поставить краевую (граничную) задачу. Известно, например из [2], что для определения семейства Е-волн той или иной направляющей структуры с однородной средой и при идеализации проводящих границ надо найти решения краевой задачи, содержащей, помимо уравнения (3), условие:

на L, (4)

где под L понимается идеально проводящий контур поперечного сечения полого волновода или совокупность контуров в более сложных случаях. В нашем примере, как видно из рисунка, в качестве L выступает прямоугольный равнобедренный треугольник. Применяя для решения этой краевой задачи классический метод Фурье, т.е. представляя искомую функцию в виде:

(5)

можем получить следующее общее решение для рассматриваемого уравнения:

(6)

Неопределенные константы, содержащиеся в данном решении, должны быть определены из граничных условий, но получаемая при этом система уравнений не имеет нетривиальных решений. Следовательно, решение (6) не удовлетворяет поставленной краевой задаче. Можно пойти по пути расчленения замкнутого контура на отрезки, что безусловно вызовет увеличение количества краевых задач, требующих решения. Этого можно избежать, используя ОМФ.

Представляя искомую функцию в виде:

(7)

уравнение (3) приводится билинейному виду:

(8)

На следующем этапе применения ОМФ необходимо построить матрицу функций билинейного уравнения, которая в нашем случае выглядит следующим образом:

(9)

Следуя теории реализации ОМФ [1], используя эту матрицу, можно построить следующие системы разделенных уравнений:

(10)

(11)

(12)

Приведенные системы отличаются функциями, входящими в их базис, и их количеством. Анализ этих систем указывает, что только система (11) может иметь решения, удовлетворяющие требованию линейной независимости искомых функций по каждой переменной. Решение системы (11) при условии имеет следующий вид:

(13)

Это решение содержит восемь неопределенных коэффициентов и постоянные разделения, которые должны быть определены из граничных условий.

Условие по оси х, имеющее вид f(x,0)=0, приводит к уравнению:

(14),

из которого следует :

Условие по оси y, имеющее вид f(0,y)=0, приводит к уравнению:

(15),

из которого полагаем:

Условие по гипотенузе рассматриваемого треугольника, имеющее вид f(y-а,y)=0, приводит к уравнению:

которое может быть преобразовано к виду:

(16)

Решая данное тригонометрическое уравнение можно обратить его в тождество при следующих ограничениях на неопределенные постоянные:

(17),

где k,n,m v целые ненулевые числа.

При этих ограничениях искомая функция принимает следующий вид:

(18),

где С v неопределенная амплитудная константа, появившаяся вследствие следующих обозначений:

Возвращаясь к первоначально поставленной задаче об определении семейства Е-волн рассматриваемой направляющей структуры, согласно [2], в качестве f(x,y) выступают собственные функции, имеющие смысл продольной компоненты напряженности электрического поля для волны, определяемой выбором чисел m и n. Этим собственным функциям соответствуют собственные значения из выражения (17). Полное электромагнитное поле для этого волновода может быть определено из зависимостей поперечных компонент от и, вытекающих из уравнений Максвелла:

,

где - продольное волновое число, а - круговая частота волнового процесса.

Список литературы

1. И.Е. Андрушкевич. Об одном обобщении метода Фурье разделения переменных. ЭВ & ЭС .1998. ¦2

2 В.В. Никольский, Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука.1989


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
157252
рейтинг
icon
6081
работ сдано
icon
2741
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
67 691 оценка star star star star star
среднее 4.9 из 5
ВЛГУ
Нужен был реферат к середине ноября, но исполнитель сделал его молниеносно быстро! К тому ...
star star star star star
УГТУ
Спасибо больше Евгению! выполнил все как я просил, вовремя сделана задание и отвечает на ...
star star star star star
ИАиСВолГТУ
Срок окончания изменился, и я написал Эльмире. Она сразу же ответила, и согласилась выполн...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Выполнить задание

Другое, Другое

Срок сдачи к 26 окт.

2 минуты назад

Выполнить задание

Другое, Другое

Срок сдачи к 26 окт.

3 минуты назад

Разработка системы самостоятельных работ профессионального модуля

Диплом, Методика Профессонального Обучения

Срок сдачи к 20 нояб.

5 минут назад

Соединить просто готовые файлы в одну контрольную работу

Контрольная, Информатика

Срок сдачи к 25 окт.

6 минут назад

Решить 6 задач

Решение задач, Физика

Срок сдачи к 25 окт.

7 минут назад

Решить задание

Задача по программированию, Математическая логика

Срок сдачи к 30 окт.

8 минут назад

Мессенджеры как средство PR и рекламной коммуникации.

Диплом, Реклама и PR

Срок сдачи к 20 февр.

8 минут назад

Решить 2 лаб. работы

Задача по программированию, Программная инженерия

Срок сдачи к 25 окт.

8 минут назад

решение задач

Решение задач, Экономика

Срок сдачи к 25 окт.

9 минут назад

Строит мех задание 3 ргр № 3. определение усилий в плоских рамах

Решение задач, Строительная механика

Срок сдачи к 20 нояб.

11 минут назад

решить практические работы

Контрольная, Безопасность жизнедеятельности

Срок сдачи к 24 окт.

11 минут назад

Реферат по предмету «История»

Реферат, История

Срок сдачи к 24 окт.

11 минут назад

30 страниц

Курсовая, Государственное и муниципальное управление

Срок сдачи к 27 окт.

11 минут назад

Внимательно почитайте задание, необходимо выполнить в программе мультисим 14.3

РГР, Датчики и сенсоры, детали машин, электроника

Срок сдачи к 31 дек.

11 минут назад

**Тон. Строгий, академичный, от первого лица

Эссе, конкурс

Срок сдачи к 25 окт.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно