物理代写|声学代写Acoustics代考|PHYS-405 Three Simple Examples

如果你也在 怎样代写声学Acoustics PHYS-405这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。声学Acoustics是物理学的一个分支,涉及气体、液体和固体中机械波的研究,包括振动、声音、超声和次声等主题。在声学领域工作的科学家是声学家,而在声学技术领域工作的人可能被称为声学工程师。声学的应用几乎存在于现代社会的各个方面,最明显的是音频和噪音控制行业。

声学Acoustics听力是动物世界中最关键的生存手段之一,而语言则是人类发展和文化中最独特的特征之一。因此,声学科学遍布人类社会的许多方面–音乐、医学、建筑、工业生产、战争等等。同样,鸣禽和青蛙等动物物种也将声音和听觉作为交配仪式或标记领土的一个关键因素。艺术、工艺、科学和技术相互激荡,推动了整体的发展,就像在许多其他知识领域一样。罗伯特-布鲁斯-林赛(Robert Bruce Lindsay)的 “声学之轮 “是对声学各领域的一个公认的概述。

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物理代写|声学代写Acoustics代考|PHYS-405 Three Simple Examples

物理代写|声学代写Acoustics代考|Three Simple Examples

The simplest vibratory system is the mass-spring oscillator. Although that topic will be covered in detail in the next chapter, there are significant results that can be obtained without even writing down the equations governing the oscillations of a mass on a spring (i.e., Newton’s Second Law of Motion and Hooke’s law). Following Fourier’s introduction of dimensional constants, we assume that the “mass” that is attached to the spring is characterized only by its mass, $m$. We also know that the spring is characterized by its “stiffness,” $\mathrm{K}$, as defined in Eq. (1.25). Mass happens to be one of the SI base units. According to Eq. (1.25), the dimensions of $\mathrm{K}$ must be force divided by displacement.
$$
[\mathrm{K}]=\frac{[\text { Force }]}{[\text { displacement }]}=\left[\frac{N}{m}\right]=\left[\frac{k g-m}{s^2-m}\right]=\left[\frac{k g}{s^2}\right] \equiv\left[\frac{M}{T^2}\right]
$$
For the discussions that employ dimensional analysis to extract functional relations (a part of a process called similitude), it is common to abbreviate the “base units” as $M$ for mass, $L$ for length or distance, $T$ for time, and $\Theta$ for temperature.

Instead of thinking of this problem in terms of SI units, we can use $m$ and $\mathrm{K}$ as our “natural units.” First, notice that the definitions of $m$ and $\mathrm{K}$ involve two base units, $M$ and $T$, and that both $M$ and $T$ appear in K. Let’s say we are interested in the calculation of the frequency of oscillation, $f$, of this simple mass-spring combination. Since frequency has the units of reciprocal time $(1 / T)$, we can ask what combination of $\mathrm{K}$ and $m$, the natural units for the description of this specific system, will have the units of frequency? Although it is not too difficult to simply guess the correct result, let’s employ a more formal procedure that will become useful when we analyze more complicated applications.
To express the natural frequency of vibration, $f_o$, in terms of $\mathrm{K}$ and $m$, we can let $a$ and $b$ be exponents and write an equation to guarantee dimensional homogeneity:
$$
m^a \mathrm{~K}^b=\frac{M^a M^b}{T^{2 b}}=\frac{1}{T}=T^{-1} M^0
$$
The term at the far right is just included to emphasize that we are seeking a result that does not include $M$. Now the values of $a$ and $b$ can be determined by inspection: $a+b=0$ so $a=-b$. Equating the time exponents, $b=1 / 2$ so $a=-1 / 2$. Based solely on the units of $K$ and $m$, we can write the required functional form of our desired result.
$$
f_o \propto \sqrt{\frac{\mathrm{K}}{m}}
$$
This approach cannot determine the numerical constant that would change this proportionality into an equation. As we will see in the next chapter, if we choose to use the radian frequency, $\omega_o=2 \pi f_o$, then no numerical constant is required: $\omega_o=\sqrt{\mathrm{K} / \mathrm{m}}$. If we were deriving this relationship for a more complicated system, for which an analytic solution may not exist, then an experiment or a numerical calculation could be used to determine the constant. Even more importantly, if the experiments or the numerical calculations did not obey Eq. (1.79), then there must be other parameters required to specify the dynamics, or the experiments or calculations are flawed.

物理代写|声学代写Acoustics代考|Dimensionless P-Groups

The general idea can be summarized by expressing some dependent variable, $q_o$, in terms of the independent variables, $q_1$ through $q_m$. Those independent variables characterize the physical process that defines the dependent variable through some function, $F$, of the independent variables.
$$
q_o=F\left(q_1, q_2, \ldots q_m\right)
$$

$q_1$ through $q_m$ define $m$ independent parameters. If those independent parameters can be expressed with $n$ “base units,” then there will be $(m-n)$ dimensionless groups. If we rearrange Eq. (1.84) into a different function, $G$, which includes all the variables and set $G$ equal to zero, then we obtain one more dimensionless group that results in a homogeneous expression.

For our simple oscillator examples, we solved for $q_o$ ( $f_o$ or $\omega_o$ in our examples) based on the independent parameters. If we would have included $f_o$, then we would have generated one dimensionless group that would have been equal to zero. With either approach, we would have arrived at the same result.

Those three examples that dictated the functional dependence of the frequencies for three oscillators were particularly simple. We will be able to obtain these results (including the required numerical pre-factor) by solving the differential equations directly. In acoustics and vibration, there are problems for which we cannot obtain closed-form analytical solutions, even when we know the fundamental governing equations [16]. There are occasions when a numerical answer for a particular case can be obtained using digital computation, but an “answer” for a single case is not the same as a “solution.” The use of dimensional analysis can provide an independent check on an “answer” and can provide the functional form of a solution (where the “answer” might be used to produce the numerical pre-factor). Also, our dimensional solution can be used to test answers for different cases (e.g., flow velocity, object sizes, etc.), since the parameters in the numerical solution have presumably been identified.

物理代写|声学代写Acoustics代考|PHYS-405 Three Simple Examples

声学代写

物理代写|声学代写Acoustics代考|三个简单例子


最简单的振动系统是质量-弹簧振荡器。尽管这个主题将在下一章详细讨论,但即使不写下控制质量在弹簧上振动的方程(即牛顿第二运动定律和胡克定律),也可以得到一些重要的结果。根据傅里叶对尺寸常数的介绍,我们假设附在弹簧上的“质量”仅由它的质量$m$来表征。我们还知道,弹簧的特征是它的“刚度”$\mathrm{K}$,如式(1.25)所定义。质量恰好是国际单位制的一个单位。根据式(1.25),$\mathrm{K}$的尺寸必须是力除以位移。
$$
[\mathrm{K}]=\frac{[\text { Force }]}{[\text { displacement }]}=\left[\frac{N}{m}\right]=\left[\frac{k g-m}{s^2-m}\right]=\left[\frac{k g}{s^2}\right] \equiv\left[\frac{M}{T^2}\right]
$$
对于使用量程分析来提取函数关系的讨论(称为相似过程的一部分),通常将“基本单位”缩写为:质量$M$,长度或距离$L$,时间$T$,温度$\Theta$


我们可以用$m$和$\mathrm{K}$作为我们的“自然单位”,而不是用SI单位来考虑这个问题。首先,请注意$m$和$\mathrm{K}$的定义涉及两个基本单位$M$和$T$,并且$M$和$T$都出现在k中。假设我们对计算这个简单的质量-弹簧组合的振荡频率$f$感兴趣。因为频率的单位是倒数时间$(1 / T)$,我们可以问$\mathrm{K}$和$m$,这两个用来描述这个特定系统的自然单位,它的单位是什么?尽管简单地猜测正确的结果并不难,但让我们使用一个更正式的过程,它将在分析更复杂的应用程序时非常有用。
为了表示振动的固有频率$f_o$,用$\mathrm{K}$和$m$表示,我们可以让$a$和$b$为指数,并写出一个方程,以保证维度同质性:
$$
m^a \mathrm{~K}^b=\frac{M^a M^b}{T^{2 b}}=\frac{1}{T}=T^{-1} M^0
$$
最右边的项只是为了强调我们正在寻求一个不包括$M$的结果。现在可以通过检查确定$a$和$b$的值:$a+b=0$所以$a=-b$。使时间指数相等,$b=1 / 2$,所以$a=-1 / 2$。仅基于$K$和$m$这两个单位,我们就可以写出所需结果的函数形式。
$$
f_o \propto \sqrt{\frac{\mathrm{K}}{m}}
$$
这种方法不能确定将这种比例性变为方程的数值常数。正如我们将在下一章中看到的,如果我们选择使用弧度频率$\omega_o=2 \pi f_o$,则不需要数值常数:$\omega_o=\sqrt{\mathrm{K} / \mathrm{m}}$。如果我们推导的是一个更复杂的系统的这个关系,它的解析解可能不存在,那么可以用实验或数值计算来确定常数。更重要的是,如果实验或数值计算不服从式(1.79),那么肯定需要其他参数来指定动力学,或者实验或计算是有缺陷的

物理代写|声学代写Acoustics代考|无因次p群


用自变量$q_1$到$q_m$来表示因变量$q_o$,可以概括出这个大意。这些自变量描述了通过自变量函数$F$定义因变量的物理过程。
$$
q_o=F\left(q_1, q_2, \ldots q_m\right)
$$

$q_1$ through $q_m$定义$m$独立参数。如果这些独立的参数可以用$n$“基本单位”表示,那么就会有$(m-n)$个无量纲的组。如果我们将Eq.(1.84)重新排列成一个不同的函数$G$,其中包含了所有的变量,并将$G$设为零,那么我们得到了一个更多的无因次群,结果是齐次表达式


对于我们的简单振荡器例子,我们基于独立参数求解了$q_o$(在我们的例子中是$f_o$或$\omega_o$)。如果我们将$f_o$包括在内,那么我们将生成一个无因次基团,它将等于零。无论采用哪一种方法,我们都会得到相同的结果


这三个例子说明了三个振荡器的频率的函数相关性,这三个例子特别简单。我们可以通过直接求解微分方程来得到这些结果(包括所需的数值前因子)。在声学和振动中,有些问题,即使我们知道基本的控制方程[16],我们也不能得到封闭的解析解。在某些情况下,可以使用数字计算得到特定情况的数值答案,但单个情况的“答案”与“解”是不同的。量纲分析的使用可以提供对“答案”的独立检查,并可以提供解的函数形式(其中“答案”可能用于产生数值前因子)。此外,我们的维度解可以用于测试不同情况下的答案(例如,流速,物体大小等),因为数值解中的参数大概已经确定


物理代写|声学代写Acoustics代考

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。



博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。



微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。



计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。



MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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