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  • 模拟转数字的本质
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    2020-01-13 17:11:55

    数字量:

            在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。数字量由多个开关量组成。如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。

    模拟量:

           在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。模拟量是连续的量,数字量是不连续的。反映的是电量测量数值(如电流、电压)。

     

     

    转换原理

    数字量:有0和1组成的信号类型,通常是经过编码后的有规律的信号。和模拟量的关系是量化后的模拟量。

    模拟量:连续的电压,电流等信号量,模拟信号是幅度随时间连续变化的信号,其经过抽样和量化后就是数字量。

    1. 数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的系统,一般用低通滤波即可以实现。数字信号先进行解码,即把数字码转换成与之对应的电平,形成阶梯状信号,然后进行低通滤波。根据信号与系统的理论,数字阶梯状信号可以看作理想冲激采样信号和矩形脉冲信号的卷积,那么由卷积定理,数字信号的频谱就是冲激采样信号的频谱与矩形脉冲频谱(即Sa函数)的乘积。这样,用Sa函数的倒数作为频谱特性补偿,由数字信号便可恢复为采样信号。由采样定理,采样信号的频谱经理想低通滤波便得到原来模拟信号的频谱。一般实现时,不是直接依据这些原理,因为尖锐的采样信号很难获得,因此,这两次滤波(Sa函数和理想低通)可以合并(级联),并且由于这各系统的滤波特性是物理不可实现的,所以在真实的系统中只能近似完成。

    2. 模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的系统,是一个滤波、采样保持和编码的过程。模拟信号经带限滤波,采样保持电路,变为阶梯形状信号,然后通过编码器,使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码。

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    转动惯量,对于大多数人可能都很难理解,这个问题也困惑博主很久,最近本人需要用到建模知识,在回顾大学物理时重新学习了什么是转动惯量,同时也是参考了几篇博文和知乎文章才基本理解。本人秉持着“输出是最好的学习方法”,将转动惯量的理解写下来,也供大家参考,若有出错之处,务必指正!

    概念

    转动惯量是表征刚体转动惯性大小、衡量刚体抵抗旋转运动的惯性的物理量。其地位相当于刚体平动中的质量,它与刚体的质量以及质量相对于转轴的分布有关。

    物理意义

    直接理解转动惯量比较抽象,但是我们可以用我们最常见、最直观的质量来做类比。

    如果我们用同样的力在两个质量不同的物体上作用,质量重的那个物体速度变化慢。因此质量的物理意义为可以反映出物体平动状态下的惯性:质量越大,则惯性越大,即越难改变平动运动时它的运动状态(从静止开始,质量大的物体比质量小的物体更难被加速)。

    同理,如果我们用同样的力矩(使物体平动的叫力,使物体转动的叫力矩)作用在物体上想让它转动,不同的物体转动的角速度变化(类似于平动中的加速度)的快慢也不同,影响角速度变化快慢的这个因素就是转动惯量。即转动惯量反映物体转动下的惯性:转动惯量大的物体角速度难于被改变。

    公式

    J = ∫ m r 2 d m J=\int _m r^2dm J=mr2dm
    其中: J J J为刚体的转动惯量, d m dm dm是每一个微元的质量, r r r为每一个微元到转轴的距离。
    1、相同质量的物体,质量的分布(每一个微元距转轴的距离)如果不同,其转动惯量也不同。
    2、质量分布均匀地物体,质量不同其转动惯量也不同。

    假设有这样两个物体,质量大小体积完全相同,阴影部分密度比空白部分大。但是你把他们放在坡度相同的坡面上会发现他们滚动的速度变化不一样,右边那个角速度变化更快,这是为什么呢?答案就是因为它的质量集中在转动轴,根据转动惯量的公式,右边那个转动惯量小角速度变化自然就大。

    在这里插入图片描述

    平动和转动中物理量关系

    刚体平动刚体转动关系
    质量: m = ∫ m d m m=\int_m dm m=mdm转动惯量: J = ∫ m r 2 d m J=\int_m r^2dm J=mr2dm( r r r是每个微元到转轴的距离)
    位移: x x x角位移: θ \theta θ x = r θ x=r \theta x=rθ
    速度: v = d x d t v=\frac{dx}{dt} v=dtdx角速度: ω = d θ d t \omega =\frac{d\theta}{dt} ω=dtdθ v = r ω v=r\omega v=rω
    加速度: a = d v d t = d 2 x d t 2 a=\frac{dv}{dt}=\frac{d^2x}{dt^2} a=dtdv=dt2d2x角加速度: β = d ω d t = d 2 θ d t 2 \beta=\frac{d\omega}{dt}=\frac{d^2\theta}{dt^2} β=dtdω=dt2d2θ a = r β a=r\beta a=rβ
    动量: P = m v P=mv P=mv(动量守恒)角动量 L = J ω L=J\omega L=Jω(角动量守恒)
    力: F = d P d t = m a F=\frac{dP}{dt}=ma F=dtdP=ma力矩: M = d L d t = J β M=\frac{dL}{dt}=J\beta M=dtdL=Jβ M = r × F ( 叉 乘 ) M=r\times F(叉乘) M=r×F()

    参考

    1、转动惯量
    2、知乎
    3、刚体的转动(包含转动惯量的推导)
    4、动量守恒定律与能量守恒定律

    展开全文
  • Fluent——UDF监测指定点的物理量

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    Fluent当中提供了监测某一点物理量随迭代次数或者随时间变化的功能,下面我们就介绍如何在UDF当中实现相同的功能,并且UDF更加灵活,通过UDF的方式我们在知道某点运动规律的情况下,可以监测该动点的物理量随迭代...

    Fluent版本:19.0

    Fluent当中提供了监测某一点物理量随迭代次数或者随时间变化的功能,下面我们就介绍如何在UDF当中实现相同的功能,并且UDF更加灵活,通过UDF的方式我们在知道某点运动规律的情况下,可以监测该动点的物理量随迭代次数或者随时间变化

    下面我们用一个简单的二维算例来说明(算例来源于:https://confluence.cornell.edu/display/SIMULATION/FLUENT+-+Laminar+Pipe+Flow

    入口速度为1m/s,出口为1个标准大气压

    物性参数:

    密度:1kg/m3

    粘度系数:2×103kg/(m·s)

    启动Fluent

    读入网格

    加载已经编译好的UDF

    Fluent——UDF监测指定点的物理量

    为了与UDF的结果进行对比,我们这里建立与UDF当中一样的监测点(0,0),并且将监测数据输出,最后与UDF输出文件的数据进行对比

    Fluent——UDF监测指定点的物理量 Fluent——UDF监测指定点的物理量

    在初始化以前我们需要在Fluent输入下面的TUI命令,否则在使用UDF的过程当中会出现Received signal SIGSEGV错误

    Fluent——UDF监测指定点的物理量 Fluent——UDF监测指定点的物理量 Fluent——UDF监测指定点的物理量 Fluent——UDF监测指定点的物理量

     

      我们采用VS来编写UDF,这样我们就可以采用c++面向对象来实现UDF(可参看前面的介绍)

      UDF的实现思路如下:

      UDF分为主进程(host)代码和节点(node)进程

     

    对于主机进程代码:

    在初始化的函数当中借助windows API函数删除原来存在的旧的监测文件

    主机进程只和0节点进程进行数据交换,所以对于主机进程的代码来说,只需要接收来自0节点进程传输来的数据,并把数据写入文件当中

     

    对于节点进程代码:

    初始化函数当中不做任何动作

     

    首先我们编写二维的PointVector类,该类是一个基类,用于存储点的坐标信息,方便后面实现点的查找,而对于三维点,UDF已经自带查找函数,所以无需单独编写类。

     

    该类实现的功能:

    1、    通过传入xy的值构造一个点的类

    2、    重载=-()等运算符

    3、    通过SetX设定x坐标,SetY设定y坐标

    4、    通过GetX获取x坐标,GetY获取y坐标

     

    继承PointVector类,编写MyPoint

     

    该类实现的功能:

    1、    通过实现多态,针对传入的参数不同(二维和三维),查找对应监测点所在的单元

    2、    查找到监测点所在的单元然后得到单元的修正梯度和单元中心的物理量,三维模型单元可以通过UDF内置函数进行查找,二维单元需要自己编写算法查找

    3、    根据单元中心与监测点的距离,借助修正梯度插值获得监测点的物理量

     

    UDF函数当中,每个节点进程反馈的数据都集中到0节点进程,最后通过0节点进程发送到主进程,主进程再把所有数据写入文件当中

    UDF源码,casdat文件下载链接https://pan.baidu.com/s/1EwpgeZM6PSwJ67oKyzuHeg 密码: qy1t

    转载于:https://www.cnblogs.com/liusuanyatong/p/11259627.html

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  • 网络系统设计过程中,物理网络设计阶段的任务是(70)。 (70)A.依据逻辑网络设计的要求,确定设备的具体物理分布和运行环境 B.分析现有网络和新网络的各类资源分布,掌握网络所处的状态 C.根据需求规范和通信规范,...

    网络系统设计过程中,物理网络设计阶段的任务是(70)。
    (70)A.依据逻辑网络设计的要求,确定设备的具体物理分布和运行环境
    B.分析现有网络和新网络的各类资源分布,掌握网络所处的状态
    C.根据需求规范和通信规范,实施资源分配和安全规划
    D.理解网络应该具有的功能和性能,最终设计出符合用户需求的网络
    【答案】A
    【解析】
    网络开发过程的五阶段迭代周期模型可以用下图来描述。
    在这里插入图片描述
    ①需求分析
    需求分析是开发过程中最关键的阶段。通过和不同的用户(包括经理人员和网络管理员)交流,收集明确的需求信息。需求分析的输出是产生一份需求说明书,也就是需 求规范。
    ②现有网络系统的分析
    如果当前的网络开发过程是对现有网络的升级和改造,就必须进行现有网络系统的分析工作。现有网络系统分析的目的是描述资源分布,以便于在升级时尽量保护己有的 投资。在这一阶段,应给出一份正式的通信规范说明文档,作为下一个阶段的输入。
    ③确定网络逻辑结构
    网络逻辑结构设计是根据需求规范和通信规范选择一种比较适宜的网络逻辑结构,并实施后续的资源分配规划、安全规划等内容。这个阶段最后应该得到一份逻辑设计
    文档。
    ④确定网络物理结构
    物理网络设计是逻辑网络设计的具体实现,通过对设备的具体物理分布、运行环境等的确定来确保网络的物理连接符合逻辑设计的要求。在这一阶段,网络设计者需要确 定具体的软硬件、连接设备、布线和服务的部署方案。
    ⑤安装和维护
    这个阶段是根据前面的工程成果实施环境准备、设备安装调试的过程。网络安装完成网络投入运行后,还需要做大量的故障监测和故障恢复,以及网络升级和性能优化等 维护工作。

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空空如也

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