大学物理 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (5): 76-.doi: 10.16854/j.cnki.1000-0712.240139
何卓妍,郭琴
HE Zhuo-yan, GUO Qin
摘要: 本文以圆形薄膜为研究对象,采用分离变量法和冲量定理法分别研究了圆膜的自由振动和受迫振动问题,得到了贝塞尔函数形式的自由振动和受迫振动解,并对结果进行了可视化分析.研究发现:圆膜自由振动时,同一阶数,共振圆频率越大,褶皱越多;阶数越高,节径数目越多,褶皱形态更丰富.圆膜受迫振动时,由于设置的受迫外力与角度无关,在边界固定、无初始位移和初始速度的条件下,满足初始条件的圆膜受迫振动解也与角度无关,因此振动形态呈现出中心轴对称分布. 同一圆频率,不同时刻,褶皱数目基本相同,随着时间变化,中心波包围绕中心轴做上下起伏振动.同一时刻,随着圆频率的改变,圆膜的振动形态也在发生改变.同一圆频率,同一时刻,随着外力中的贝塞尔函数的根取值越大,圆膜振动的褶皱数越多.