Анализ волнового уравнения и расчет собственных чисел и собственных функций для колебаний давления в трубе при наличии осевого градиента температуры
Рассмотрим уравнения попарно:
1)
Проверив точность, получим:
2)
3)
Из условия нормировки найдем а1:
а1 = -23.34198742
Запишем остальные коэффициенты:
а0 =1.31158723 (из (57))
а3 =56.42384961
а5 = -35.76671328
В итоге собственная функция примет вид:
Р = 1.31158723-11.67099371х2 +19.94145926х4–15.36509382х6+
+4.470839142х8
e = 0.4
0,003906215
0,008635292
0,00548477
0,002742385
0,003474048
0,001145385
Запишем общий вид функционала:
Возьмем производные:
Запишем определитель:
Посчитав определитель, получим уравнение:
Разделив на коэффициент при последнем члене, получим:
,
где
Найдем l*:
Наиболее важной здесь является l2. Запишем систему уравнений с учетом l2.
Рассмотрим уравнения попарно:
1)
Проверив точность, получим:
2)
3)
Из условия нормировки найдем а1:
а1 =-25.18884496
Запишем остальные коэффициенты:
а0 = 1.28515283 (из (57))
а3 = 67.94599623
а5 = -46.46456472
В итоге собственная функция примет вид:
Р = 1.28515283-12.59442248х2 +23.2837103х4–19.06842682х6+
+5.808070571х8
e = 0.5
0,004882769
0,010794116
0,006855963
0,003427981
0,004342561
0,001431732
Запишем общий вид функционала:
Возьмем производные:
Запишем определитель:
Посчитав определитель, получим уравнение:
Разделив на коэффициент при последнем члене, получим:
,
где
Найдем l*:
Наиболее важной здесь является l2. Запишем систему уравнений с учетом l2.
Рассмотрим уравнения попарно:
1)
Проверив точность, получим:
2)
3)
Из условия нормировки найдем а1:
а1 =-26.70636872
Запишем остальные коэффициенты:
а0 = 1.264954689 (из (57))
а3 = 77.93740935
а5 = -56.37592247
В итоге собственная функция примет вид:
Р = 1.264954689-13.35318436х2 +26.1609445х4–22.38555539х6+
+7.046990286х8
Приложение 2.
Таблица 1
X |
|
P(x) e = 0,1 e = 0,2 e = 0,3 e = 0,4 e = 0,5 | ||||
0 |
1,414213562 |
1,351337613 |
1,345077412 |
1,31158723 |
1,28515283 |
1,264954689 |
0,1 |
1,344997024 |
1,264773675 |
1,2415668 |
1,196856087 |
1,161517943 |
1,134016591 |
0,2 |
1,144122805 |
1,017857386 |
0,949735364 |
0,875681894 |
0,817424341 |
0,77127018 |
0,3 |
0,831253875 |
0,646672286 |
0,521181175 |
0,411815774 |
0,326733047 |
0,259215005 |
0,4 |
0,437016024 |
0,20419281 |
0,029641934 |
-0,105275817 |
-0,208189682 |
-0,288907547 |
0,5 |
0 |
-0,249374378 |
-0,445373761 |
-0,582435385 |
-0,683477292 |
-0,760529386 |
0,6 |
-0,437016024 |
-0,65793397 |
-0,837180146 |
-0,94733827 |
-1,023373652 |
-1,077791406 |
0,7 |
-0,831253875 |
-0,980354085 |
-1,10844317 |
-1,169208273 |
-1,204252985 |
-1,224256129 |
0,8 |
-1,144122805 |
-1,198024876 |
-1,26012529 |
-1,26761186 |
-1,262510955 |
-1,2515107 |
0,9 |
-1,344997024 |
-1,3157028 |
-1,326139526 |
-1,299417442 |
-1,273446969 |
-1,250032689 |
1 |
-1,414213562 |
-1,351595438 |
-1,345603285 |
-1,312201895 |
-1,285915598 |
-1,265850284 |