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贝塞尔函数的应用范围 贝塞尔函数圆柱坐标

2021-04-09知识5

贝塞尔函数的应用范围 贝塞尔方程是在柱坐标或球坐标下使用分离变量法求解拉普拉斯方程和亥姆霍兹方程时得到的(在圆柱域问题中得到的是整阶形式 α=n;在球形域问题中得到的是半奇数阶形式 α=n+?),因此贝塞尔函数在波动问题以及各种涉及有势场的问题中占有非常重要的地位,最典型的问题有:在圆柱形波导中的电磁波传播问题;圆柱体中的热传导问题;圆形(或环形)薄膜的振动模态分析问题;在其他一些领域,贝塞尔函数也相当有用。譬如在信号处理中的调频合成(FMsynthesis)或凯泽窗(Kaiser window)以及波动声学中都要用到贝塞尔函数。

贝塞尔函数的分类 利用柱坐标求解涉及在圆、球与圆柱内的势场的物理问题时出现的一类特殊函数。又称标函数。用柱坐标解拉普拉斯方程时,用到贝塞尔函数,它们和其他函数组合成柱调和函数。除初等函数外,在物理和工程中贝塞尔函数是最常用的函数,它们以19世纪德国天文学家F.W.贝塞尔的姓氏命名,他在1824年第一次描述过它们。贝塞尔函数最早出现在涉及如悬链振荡,长圆柱体冷却以及紧张膜振动的问题中。贝塞尔函数的一族,也称第一类贝塞尔函数,记作,用 的偶次幂的无穷和来定义,数 称为贝塞尔函数的阶,它依赖于函数所要解决的问题。的图形像衰减的余弦曲线,像衰减的正弦曲线(见图)。第二类贝塞尔函数(又称诺伊曼函数),记作。当n为非整数时,可以由第一类贝塞尔函数的简单组合来定义;当 为整数时,不能由第一类贝塞尔函数的简单组合得到,此时需要通过一个求极限过程来计算函数值。第三类贝塞尔函数(亦称汉克尔函数)定义为,其中 为虚数,用n阶(正或负)贝塞尔函数可解称为贝塞尔方程的微分方程。

椭圆函数、超几何函数、贝塞尔函数在物理和工程方面有怎样的应用? 1.贝塞尔函数线性简化假设下的声压波动方程:引入波数后就是亥姆霍兹方程:分离变量得:柱坐标下的拉普…

#贝塞尔函数圆柱坐标

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