ملف:Wave equation 1D fixed endpoints.gif

من موسوعة العلوم العربية
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

Wave_equation_1D_fixed_endpoints.gif(274 × 121 بكسل حجم الملف: 129 كيلوبايت، نوع MIME: image/gif، ملفوف، 99 إطارا، 4٫9ث)

هذا الملف من ويكيميديا كومنز ويمكن استخدامه بواسطة المشاريع الأخرى. الوصف على صفحة وصف الملف هناك معروض بالأسفل.

الوصف
English: Illustration of solution of one-dimensional wave equation: a gaussian wave on a string fixed at both ends. The wave reflects from each end with a 180° phase shift.
التاريخ (UTC)
المصدر self-made, with en:Matlab
المؤلف Oleg Alexandrov
 
.هذا الرسم المتجهي أُنشئ بواسطة MATLAB
Public domain أنا، مالِك حقوق تأليف ونشر هذا العمل، أجعله في النِّطاق العامِّ، يسري هذا في أرجاء العالم كلِّه.
في بعض البلدان، قد يكون هذا التَّرخيص غيرَ مُمكنٍ قانونيَّاً، في هذه الحالة:
أمنح الجميع حق استخدام هذا العمل لأي غرض دون أي شرط ما لم يفرض القانون شروطًا إضافية.

MATLAB source code

% A wave travelling on a string with
% fixed endpoints

function main()

   % KSmrq's colors
   red    = [0.867 0.06 0.14];
   blue   = [0, 129, 205]/256;
   green  = [0, 200,  70]/256;
   yellow = [254, 194,   0]/256;
   white = 0.99*[1, 1, 1];
   
   % length of the string and the grid
   L = 5;
   N = 151;
   X=linspace(0, L, N);

   h = X(2)-X(1); % space grid size
   c = 0.5; % speed of the wave
   tau = 0.25*h/c; % time grid size
   
   K = 5; % steepness of the bump
   S = 0; % shift the wave
   f=inline('exp(-K*(x-S).^2)', 'x', 'S', 'K'); % a gaussian as an initial wave
   df=inline('-2*K*(x-S).*exp(-K*(x-S).^2)', 'x', 'S', 'K'); % derivative of f

   % wave at time 0 and tau
   U0 = 0*f(X, S, K);
   U1 = U0 - 2*tau*c*df(X, S, K);
   
   U = 0*U0; % current U

   Big=10000;
   Ut = zeros(Big, N);
   Ut(1, :) = U0;
   Ut(2, :) = U1;
   
   % hack to capture the first period of the wave
   min_k = 2*N; k_old = min_k; turn_on = 0;

   for j=3:Big

      last_j = j;
      
      %  fixed end points
      U(1)=0; U(N)=0;
      
      % finite difference discretization in time
      for i=2:(N-1)
         U(i) = (c*tau/h)^2*(U1(i+1)-2*U1(i)+U1(i-1)) + 2*U1(i) - U0(i);
      end

      Ut(j, :) = U;
      
      % update info, for the next iteration
      U0 = U1; U1 = U;

      % hack to capture the first period of the wave
      k = find ( abs(U) == max(abs(U)) );
      k = k(1);

      if k > N/2
         turn_on = 1;
      end

      min_k = min(min_k, k_old);
      if k > min_k & min_k == k_old & turn_on == 1
         break;
      end
      k_old = k; 
      
   end

   % truncate to the first period
   last_j = last_j - 1;
   Ut = Ut(1:last_j, :);

  % shift the wave by a certain amount
   shift = floor(last_j/4);
   Vt=Ut;
   Ut((last_j-shift+1):last_j, :) = Vt(1:shift, :);
   Ut(1:(last_j-shift), :)        = Vt((shift+1):last_j, :);

   num_frames = 100;
   spacing=floor(last_j/num_frames)
   
   % plot the wave
   for j=1:(last_j-spacing+1)

      U = Ut(j, :);

      if rem(j, spacing) == 1

         figure(1); clf; hold on;
         axis equal; axis off; 
         lw = 3; % linewidth
         plot(X, U, 'color', red, 'linewidth', lw);
	 
         % plot the ends of the string
         small_rad = 0.06;
         ball(0, 0, small_rad, red);
         ball(L, 0, small_rad, red);
	 
         % size of the window
         ys = 1.1;
         axis([-small_rad, L+small_rad, -ys, ys]);
      
         % small markers to keep the bounding box fixed when saving to eps
         plot(-small_rad, ys, '*', 'color', white);
         plot(L+small_rad, -ys, '*', 'color', white);

         frame_no = floor(j/spacing)+1;
         frame=sprintf('Frame%d.eps', 1000+frame_no);
         disp(frame)
         saveas(gcf, frame, 'psc2');
         
      end
   end
   
function ball(x, y, radius, color) % draw a ball of given uniform color 
   Theta=0:0.1:2*pi;
   X=radius*cos(Theta)+x;
   Y=radius*sin(Theta)+y;
   H=fill(X, Y, color);
   set(H, 'EdgeColor', color);

% The gif image was creating with the command 
% convert -antialias -loop 10000  -delay 15 -compress LZW Frame10* Movie.gif

الشروحات

أضف شرحاً من سطر واحد لما يُمثِّله هذا الملف
One-dimensional wave equation

العناصر المصورة في هذا الملف

يُصوِّر

٢٤ أغسطس 2007

تاريخ الملف

اضغط على زمن/تاريخ لرؤية الملف كما بدا في هذا الزمن.

زمن/تاريخصورة مصغرةالأبعادمستخدمتعليق
حالي01:27، 24 أغسطس 2007تصغير للنسخة بتاريخ 01:27، 24 أغسطس 2007274 × 121 (129 كيلوبايت)wikimediacommons>Oleg Alexandrov{{Information |Description=Illustration of en:Wave equation |Source=self-made, with en:Matlab |Date=~~~~~ |Author= Oleg Alexandrov }} {{PD-self}} Category:Waves Category:Partial differential equations [[Catego

الصفحة التالية تستخدم هذا الملف: