Видео ↓

ВОЛНЫ · ЭКСПЕРИМЕНТ 003

Фигуры Хладни

Меняйте частоту и наблюдайте, как песок собирается в узоры на вибрирующей пластине.

Пластина в объёме470 Гц
Бирюзовый привод колеблет центральную точку пластины. Условный объёмный вид: колебания замедлены и увеличены, прыжки песчинок показаны схематично. Расположение песка и интенсивность колебаний взяты из текущей модели.
Загружаем и подготавливаем колебания пластины…470 Гц
Загружаем и подготавливаем колебания пластины…
Золотой — песок · бирюзовый — возбуждениеРасчёт: 0,0 мс

Ближайшая собственная частота (из 80 мод): —

Логарифмический перебор: 100–3000 Гц за 20 секунд. Остановите его, чтобы узор проявился.

20 000 — режим для мощных устройств; на телефоне начните с 2 500.

Попробуйте резонанс

Частоты мод, связанных с выбранным возбуждением. Дайте песку время собраться.

Как устроена модель

Пластина рассчитана по теории Кирхгофа — Лява методом Рэлея — Ритца со свободными внешними краями. При каждой частоте суммируются 80 мод с учётом амплитуды и фазы. Движущийся центр задаёт вертикальное перемещение; в режиме силы центр неподвижен и закреплён по наклонам. Это два разных способа закрепления.

Песок — качественная стохастическая модель: дрейф равен нулю, а случайные скачки (множитель шума 20) сильнее там, где выше энергия колебаний. В тихих областях движение замедляется, и песок накапливается. Столкновения и подскоки не рассчитываются. Амплитуда нормирована. Время перестройки песка не является физически откалиброванным. Это не прогноз реального опыта с точностью до герца.

Настройка частоты: 10–5000 Гц. Для квадрата и круга сравнение базисов 15 и 17 выполнено только до 1500 Гц: изменение собственных частот — до 1,5% при движущемся центре и до 5,3% при закреплённом. Для треугольника сходимость не подтверждена: высокие порядки чувствительны к плохой обусловленности матриц. Точность выше 1500 Гц и соответствие реальному эксперименту не проверены; текущий набор содержит 80 мод.

Видео об эксперименте

Фигуры Хладни

Посмотри короткое видео, а затем попробуй изменить параметры модели сам.

Смотреть на YouTube