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dynamics/examples/case05
admin 20bfdf2f18 feat: 新增 plot_wave_save_gif/plot_wave_save_mp4 开关
- 所有 input.txt 新增 plot_wave_save_gif / plot_wave_save_mp4 参数
- dynamics.py 将参数传入 plot_wave()
- plot_wave.py 根据 save_gif/save_mp4 标志条件保存文件
- 默认均为 0(不输出文件,只显示动画窗口)
2026-06-11 13:31:33 +08:00
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case05: 一维原子链纵波模拟

60 个原子沿 x 轴排列,相邻原子用弹簧连接。原子 1 受 x 方向驱动力作用,产生沿链传播的纵波。

物理设定

参数
原子数 60
排列 沿 x 轴等间距排列,间距为 1
约束 原子沿 x 方向自由振动fix_x=0, fix_y=1, fix_z=1),y, z 锁定
弹簧 劲度系数 k=1.0,原长 L₀=1.0
重力
万有引力
阻尼
驱动力 原子 1x 方向驱动)
算法 leapfrog(蛙跳法,能量守恒)

驱动力

原子 1 的位置由 input/driver.txt 中的驱动力公式决定:

x(t) = A_x \cdot \cos(2\pi f_x t + \phi_x)

当前参数:A_x = 0.5, f_x = 1.0 Hz, φ_x = 0°, period = all(全程驱动)。

动力学行为

原子 1 沿 x 方向的受迫振动通过弹簧逐次传递给相邻原子,形成沿链传播的纵波(压缩波/疏密波)。由于 x 方向的弹簧力是线性的(F ≈ k·Δx),纵波的传播速度较快,能量沿链高效传递。

使用方法

cd examples/case05
python run_dynamics.py

配置参数详见 input/input.txt,驱动力定义见 input/driver.txt,完整文档见 doc/index.html