Python模拟弹簧模型的可行性研究

发布时间：2021-07-27 05:02

　　通过对多种弹簧模型进行物理分析,并运用python对其运动状态进行定量模拟,探究在不同情况下数值模拟方法在研究弹簧问题时的可靠性与可行性。实验中模型的选择从理想模型和经典模型开始,选取了1D简谐运动模型、圆周运动模型和1D多弹簧串联模型,通过比对模拟结果和理论解析结果证明了该研究方法的可靠性。同时也将此研究方法拓展至没有解析解的复杂模型,包括2D弹簧网格以及有摩擦力存在的情况,通过对整个模型在一部分受力之后运动情况的模拟,并利用能量守恒、动量守恒等物理思想进行定性验证。 

【文章来源】：中国高新科技. 2019,(13)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

2D模型示意图

诘钠渌?∏?也会随之运动。如果将模型两端的小球固定住的话便可用来模拟弹簧震动，并可使用模拟得出的数据再对其加以运算，通过对比振弦基频公式来验证该部分程序和建模的正确性。图51D串联模型示意图（4）2D介绍：2D模型是由数个1D串联模型组成的二维形状（如图6所示）。一维的1D模型互相连接组成了二维的2D模型。2D模型在本次研究中只用于验证代码基本正确性，并不对其进行深入研究。2D模型模拟7.5s后生成的图像如图7所示，因为整个模型并没有受到外力，所以处于相对静止状态。图62D模型示意图图72D模型模拟7.5s后生成的图像图3单弹簧圆周运动模型运行50s后生成的图像1图4单弹簧圆周运动模型运行50s后生成的图像2图2单弹簧圆周运动示意图

将模型两端的小球固定住的话便可用来模拟弹簧震动，并可使用模拟得出的数据再对其加以运算，通过对比振弦基频公式来验证该部分程序和建模的正确性。图51D串联模型示意图（4）2D介绍：2D模型是由数个1D串联模型组成的二维形状（如图6所示）。一维的1D模型互相连接组成了二维的2D模型。2D模型在本次研究中只用于验证代码基本正确性，并不对其进行深入研究。2D模型模拟7.5s后生成的图像如图7所示，因为整个模型并没有受到外力，所以处于相对静止状态。图62D模型示意图图72D模型模拟7.5s后生成的图像图3单弹簧圆周运动模型运行50s后生成的图像1图4单弹簧圆周运动模型运行50s后生成的图像2图2单弹簧圆周运动示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于VB仿真模拟二维弹簧双振子的运动轨迹[J]. 谢妙,金盈楠,王超,陈英才.  物理通报. 2017(07)
[2]多质点弹簧系统的运动规律[J]. 何川,龙姝明,石妍.  科学中国人. 2015(08)



本文编号：3305136