Годограф - Hodograph

А годограф диаграмма, которая дает векторный визуальное представление движения тела или жидкости. Это локус одного конца переменного вектора с фиксированным другим концом.[1] Положение любых нанесенных данных на такую ​​диаграмму пропорционально скорость движущейся частицы.[2] Его также называют диаграмма скоростей. Похоже, он использовался Джеймс Брэдли, но его практическое развитие в основном принадлежит сэру Уильям Роуэн Гамильтон, который опубликовал отчет об этом в Труды Королевской ирландской академии в 1846 г.[2]

График годографа ветра на высотах от радиозонд (Источник: NOAA )

Приложения

Он используется в физика, астрономия, твердый и механика жидкости для построения графика деформации материала, движения планет или любых других данных, которые включают скорости различных частей тела.

Видеть Качающаяся машина Этвуда

Метеорология

В метеорология, годографы используются для построения ветры по зондированию Атмосфера Земли. Это полярная диаграмма, где направление ветра обозначено углом от центральной оси, а его сила - расстоянием от центра. На рисунке справа внизу показаны значения ветра на 4 высотах над землей. Они построены векторов к . Следует заметить, что направление нанесено, как указано в верхнем правом углу.

С годографом и термодинамические диаграммы словно тефиграмма, метеорологи могут рассчитать:

  • Сдвиг ветра: Линии, объединяющие концы последовательных векторов, представляют изменение направления и силы ветра в слое атмосферы. Сдвиг ветра важная информация в развитии грозы и будущая эволюция ветра на этих уровнях.
  • Турбулентность: сдвиг ветра указывает возможные турбулентность это вызовет опасность к авиация.
  • Температурная адвекция: изменение температура в слое воздуха можно рассчитать по направлению ветра на этом уровне и направлению сдвига ветра на следующем уровне. В северном полушарии теплый воздух находится справа от сдвига ветра между уровнями атмосферы. Обратное верно в отношении южного (см. термический ветер ). Итак, в примере годографа ветер с юго-запада встречают правую сторону сдвига ветра, что означает теплый адвекция и таким образом нагревает воздух на этом уровне.

Распределенный годограф

Распределенный годограф ответвительной точки четырехзвенная навеска. Анимация выполняется с помощью подпрограмм MeKin2D.[3]

Это метод представления поля скорости точки в плоском движении. Вектор скорости, нарисованный в масштабе, показан перпендикулярно, а не касательно траектории точки, обычно ориентированной от центра кривизны траектории. [4]

Преобразование годографа

Преобразование годографа - это метод, используемый для преобразования нелинейных уравнения в частных производных в линейную версию. Он состоит из замены зависимых и независимых переменных в уравнении для достижения линейности.[5]


Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Глоссарий по метеорологии AMS: Годограф». Архивировано из оригинал на 2007-08-17. Получено 2007-05-30.
  2. ^ а б Чисхолм, Хью, изд. (1911). «Годограф». Британская энциклопедия. 13 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 558.
  3. ^ П. А. Симионеску "MeKin2D: Suite for Planar Mechanism Kinematics" Конференция ASME DETC 2016, https://doi.org/10.1115/DETC2016-59086
  4. ^ Разработка механизма SAM от Artas Engineering Software https://www.artas.nl/en/examples
  5. ^ Курант, Р.; Фридрихс, К. О. (1948). Сверхзвуковой поток и ударные волны. Springer.

дальнейшее чтение

  • В его книге Материя и движениеМаксвелл пишет:

Изучение годографа как метода исследования движения тела было введено сэром У. Р. Гамильтоном. Годограф может быть определен как путь, очерченный концом вектора, который непрерывно представляет, по направлению и величине, скорость движущегося тела. Применяя метод годографа к планете, орбита которой находится в одной плоскости, мы сочтем удобным предположить, что годограф повернут вокруг своей исходной точки на прямой угол, так что вектор годографа перпендикулярен, а не параллелен к скорости, которую он представляет.

и он применяет эти методы для анализа Первый и второй законы Кеплера.
Бесплатные электронные книги "Matter and Motion" доступны в Интернете.

внешняя ссылка

  • Годограф - Д-р Джеймс Б. Калверт, Денверский университет