Построение физико-математической модели

3 Построение физико-математической модели

a) найдем ток, протекающий через установку:

б) найдем количество меди и передаточную функцию:

в) построим физико-математическую модель:

4 Определение характеристик

а) зависимость тока от времени, используя преобразование Лапласа

б) частотные характеристики ТС

действительная часть:

мнимая часть:

5 Общие нелинейные дифференциальные уравнения

Пусть u=u(x₁,x₂,…,x_n) – функция, определенная в любой точке действительных чисел. Градиентом u является N - вектор-функция, обозначаемая grad u и определенная следующим образом:

(1)

В дальнейшем будем прежде всего иметь дело с функциями, определенны­ми в плоских областях, т.е. при N = 2. Для функции u = u (х, у) имеем

(2)

 5.1 Нелинейный оператор Лапласа

Рассмотрим плоскую область  и функцию и =и(х,у), удовлетворяющую уравнению

(3)

где f =f(х,у ) - заданная на функция, а р- действительное число, удовлетворяющее условию р > 1.

Мы не знаем, имеет ли уравнение (3) какой-либо физический смысл. Тем не менее оно полезно с методологической точки зрения и мы будем часто им пользоваться, чтобы проиллюстрировать различные понятия и утверждения. Так как при р = 2 левая часть уравнения (3) представляет собой оператор Лапласа, а само уравнение (3) сводится к уравнению Пуассона, то можно называть

(4)

выражение нелинейным оператором Лапласа.

5.2 Уравнение Монжа—Ампера

Задача отыскания поверхности, зада­ваемой функцией и =и(х,у) для  и имеющей заданную форму на границе  и заданную кривизну, является типичной нелинейной зада­чей. Она приводит к уравнению

(5)

и условию

5.3 Уравнения четвертого порядка

 В рассмотренных выше задачах мы встретились с уравнениями второго порядка, являющимися нелинейны­ми аналогами уравнения Пуассона. Сейчас рассмотрим уравнения, анало­гичные уравнению равновесия пластины.

Рассмотрим еще раз плоскую область  и положим

(6)

тогда уравнение

(7)

вместе с краевыми условиями

(8)

описывает упругопластическую деформацию жестко зажатой пластины. Здесь функция g=g(t) задана при t > 0. Она характеризует материал, из которого сделана пластина. Функция f= f(x, у) характеризует нагрузку этой пластины. Условия (8) выражают тот факт, что пластина зажата вдоль границы.

Функция  где  – положительная физическая констан­та, соответствует пластине в условиях ползучести материала.

 В 5.2 был введен нелинейный оператор Лапласа. Аналогично можно ввести нелинейный бигармоничеекий оператор

(9)

При р = 2 получаем бигармонический оператор. Как и раньше, мы не знаем, имеет ли уравнение с оператором (9) какую-либо физическую интерпретацию, однако оно может быть использовано дня моделирования различных теоретических соображений.

6 Список использованных источников

1.    Суху Р. Магнитные тонкие пленки./ Суху Р - М.: Мир, 1967.- 422 с.

2.    Праттон М. Тонкие ферромагнитные пленки./ Праттон М. – Л.: Судостроение, 1967.- 266 с.

3.    Bennet L. H.. Magnetic properties of electrodepositied copper-nikel composition-modulated alloys // Journ. Magn. And Magn. Materials.- 1987.- Vol. 67, No. 1.- P. 239 – 245.

4.    Фельдман Л. Основы анализа поверхности и тонких пленок. – М: Мир, 1989. – 344 с.

5.    Вакуумное оборудование тонкопленочной технологии производства изделий электронной техники: Учебник для студентов специальности «Электронное машиностроение»./ Н.В. Василенко, Е.Н. Ивашов, Л.К. Ковалев и др.; Под ред. Проф. Л.К. Ковалева, Н.В. Василенко.: В 2 т. Т.1.- Красноярск: кн. изд-во Сиб. аэрокосм. акад., 1995. – 256 с.

6.    Математическое моделирование технологической операции электролитическое осаждения меди: Метод, разработка к лаб. работам по курсу "Математические модели технологических процессов " для студентов спец. 210104 /НГТУ; Сост.: А.В.Панкратов. Н.Новгород, 2005 - 11с.

7.    3ернов Н.В. Теория радиотехнических цепей / В.Г. Карпов, Н.В. 3ернов Издание 2-е, переработанное доп. «Энергия», 1990 – 130 с.

8.    Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / К.А. Семендяев, И.Н. Бронштейн – М: Наука, 1990. – 240 с.

9.    Лекции по курсу «Математические модели технологических процессов»