多维强非线性振动系统的复动频率法

在机电耦合系统中,常会附加半自由度的方程。为了求解与这类方程有关的强非线性振动系统,在单自由度复动频率法的基础上引入新的平衡规则,使其可应用于一个半自由度系统,得到Duffing振子强迫振动的渐近解和幅频响应关系。为进一步拓展该方法的使用范围,通过增加新的待定频率和动态频率,使复动频率法可用于分析两自由度强非线性振动系统,据此得到两自由度Duffing‑Van der Pol振子的渐近解。通过与多尺度法、数值解结果对比,证明了使用复动频率法研究多自由度强非线性振动问题的有效性。

强非线性问题的改进的L-P解法

用改进的L_P法求解了一类平方强非线性自由振动问题和一类非振动型的强非线性问题 ,得到了精度很好的一级近似解 。

求强非线性系统次谐共振解的MLP方法

定义了一个新的参数变换α=α(ε ,nω0 /m ,ω1) ,扩展了改进的LP方法的应用范围 ,使该方法能够求强非线性系统的次谐共振解· 研究了Duffing方程的 1/ 3亚谐和 3次超谐共振解以及VanderPol_Mathieu方程 1/ 2亚谐共振解 ,这些例子说明近似解和数值解相当吻合·

关于含多值映射的广义强非线性拟变分不等式

讨论含多值映射的广义强非线性拟变分不等式及相应的广义强非线性拟补问题的可解性。

多自由度强非线性颤振分析的增量谐波平衡法

对多个自由度上含有强非线性项系统的颤振问题,推广应用增量谐波平衡法进行分析.考虑带有强非线性立方平移和俯仰刚度项的二元机翼颤振方程,首先将方程用矩阵形式表示,然后把振动过程分解成为振动瞬态的持续增量过程,再采用振幅作为控制参数应用谐波平衡法,以这种推广的增量谐波平衡法求得方程解的表达式,并由此分析系统的分岔现象、极限环颤振现象和谐波项数的取值问题,最后用龙格_库塔数值方法进行验算,结果表明:分析多个自由度的强非线性颤振,增量谐波平衡法是精确有效的.

含间隙强非线性扭振系统的分岔行为研究

建立含间隙旋转机械强非线性扭振系统的动力学方程。应用MLP法求解谐波激励下强非线性系统的解析近似解,并运用MLP法与多尺度法结合的方法得到该系统的分岔响应方程。采用奇异性理论研究系统在非自治情形下的分岔特性,得到不同参数下系统的分岔形态。最后通过具体算例,利用数值模拟的方法得到系统在强非线性项参数变化下的分岔行为,发现随着系统参数变化系统发生周期运动、倍周期运动以及混沌等多种运动形态的复杂动力学行为。研究结果为分析间隙引起的旋转机械传动系统扭振特性提供一定的理论指导和参考。

一类强非线性系统周期解的能量迭代法

应用能量原理，引入牛顿线性化思想进行迭代，求强非线性Ｌｉｅｎａｒｄ方程的周期解。例子说明本方法行之有效且精度高。

化工过程强非线性系统的变模型自适应预测控制

提出一种变模型自适应预测控制算法 ;基于非线性状态空间模型 ,通过每步在当前工作点 (非平衡点 )线性化获得线性化子模型 ,以此进行状态反馈预测控制 ,线性化子模型随工作点变化 ,且不限于平衡点。通过pH值控制的对比仿真实验 ,证明其对强非线性过程的控制效果优于传统的多模型预测控制。最后分析讨论了该控制算法存在的几个重要问题 。

两自由度强非线性振动系统的渐近解及分岔分析

改进了传统规范形理论,使其适用于研究两自由度强非线性振动系统的渐近响应并进行了相应的分岔分析。通过将待定固有频率法引入规范形求解过程,获得了两自由度立方Duffing-Vander Pol强非线性振动子的规范形及稳态渐近解。参照Hopf分岔定理的形式给出了系统周期解的存在条件,通过算例对比了不同方法所得结果之间的差异,证明了方法的可行性与有效性。最后利用Mathematica编程绘制了一类强非线性振动系统的Lyapunov指数谱,验证了在特定参数值附近具有混沌吸引子。

改进多尺度法求解环形极板机电耦合强非线性系统主共振的研究

研究环形极板机电耦合系统的强非线性问题。按照弹性力学理论建立环形极板机电耦合系统的动力学方程,利用Galerkin方法将其转化为非线性振动方程。转化后的振动方程是杜芬-马修方程,有两个外激频率。应用多尺度法求得系统的主共振的幅频响应曲线,分析了不同的系统参数对共振的影响。

用范式理论研究强非线性振动问题

拓展了范式方法 ,使其可以研究强非线性振动问题。创新之处在于改进了 Nayfeh关于响应频率的选取 ,根据振动过程中基频的变化选取响应的频率。采用本文所提出的方法 ,无论是周期解的稳定性 ,还是渐近解都可以较容易地获得。作为算例 ,用本文提出的方法计算了一般具有平方、立方项强非线性系统的范式及其渐近解、定常解 。

一类强非线性受迫振动系统的解析近似

应用同伦分析法研究单自由度三次强非线性系统受迫振动问题,不同于其他解析近似方法,该方法从根本上克服摄动理论对小参数的过分依赖,其有效性与所研究的非线性问题是否含有小参数无关,适用范围广。同伦分析法提供选取基函数的自由,可以选取较好的基函数,更有效地逼近问题的解,通过引入辅助参数和辅助函数来调节和控制级数解的收敛区域和收敛速度,同伦分析法为非线性问题的解析近似求解开辟一个全新的途径,特别适用于强非线性问题。通过具体算例,将同伦分析法与四阶龙格库塔方法数值解做了比较,结果表明,该方法不仅能求解稳态解而且也能计算非稳态解并且具有较好的计算精度。

一类强非线性振动系统的分叉

对于参数激励和强迫激励共同作用的一类强非线性系统，本文先用改进的Ｌ－Ｐ方法求出了变换参数，使该系统的解能展为小参数的幂级数．然后利用多尺度法求出了该系统的分叉响应方程．研究了这类强非线性系统的余维１分叉问题。

研究两自由度强非线性振动系统的规范形方法

传统的规范形理论常用于研究弱非线性振动问题,对于非线性项不再是小量的强非线性振动系统则并不适用。为进一步拓展这一理论的适用范围,基于研究单自由度强非线振动问题的待定瞬时固有频率法,提出了可用来求解两自由度强非线性振动系统的改进规范形方法。首先引入了复数形式的一阶方程并且利用新的未知瞬态基频替换系统原有的固有频率,再依照规范形理论计算了一类两自由度强非线性Du ffing-V an der Po l振子的5阶传统规范形。最后求解平均方程获得了此类系统的瞬时频率、振幅以及相应的稳态渐近解。通过对比算例中本文方法、原有规范形理论及数值仿真的结果,证明了改进的规范形理论对于多自由度强非线性振动问题的适用性。

极端波浪与海洋结构物的强非线性作用研究综述

鉴于极端波浪的极大破坏力,其与海洋结构物的强非线性作用研究正日益受到重视。为了评估极端波浪可能带来的严重破坏,有必要对极端波浪作用下海洋结构物的波浪爬升与抨击、强非线性波浪力、结构载荷与运动响应等问题开展深入研究。国内外许多学者采用数值计算、模型实验及小波分析等手段对这些问题开展了探索研究,获得了一些有益的研究结论。该文对极端波浪与海洋结构物相互作用的研究现状和现有结论作了综述,可为进一步开展深入研究提供有益参考。

强非线性主动隔振系统的运动响应及传递率

建立了主动隔振体的非线性动力学方程,即有阻尼受迫振动Duffing方程;对求解强非线性自治系统的能量迭代方法加以改进,将其用于求解强非线性非自治系统,得到了主动隔振系统周期运动响应的解析表达式和振幅—频率关系曲线,并按新振动传递率定义研究了振动传递率与频率的关系。应用这一方法,获得了精度较高的周期解表达式、振幅与频率关系曲线以及位移传递率与频率关系曲线;得到了主动隔振问题的有关结果对于非线性硬弹簧系统(α>0),随着非线性项系数增大,共振的振幅虽然减小,但传递率增大,故隔振效果较差;对于非线性软弹簧系统(α≤0),随着非线性项系数的绝对值增大,共振的振幅减小,同时传递率也减小,故非线性软弹簧系统(α≤0)具有较好的主动隔振。

强非线性动力系统的频率增量法

提出一类强非线性动力系统的瞬时频率增量法．将描述动力系统的二阶常微分方程，化为以相位为自变量、瞬时频率为未知函数的积分方程；用谐波平衡原理，将求解瞬时频率的积分问题，归结为求解以频率增量的Ｆｏｕｒｉｅｒ系数为独立变量的线性代数方程组；给出了若干例子．

轴向受力梁强非线性超谐波与次谐波共振的能量迭代法

研究了在横向动载荷作用下存在轴向力的一类梁的强非线性振动;建立了梁振动的二阶强非线性非自治微分方程,并对求解强非线性自治系统的能量迭代法加以改进,用于求解梁的强非线性非自治系统,其方法是:由能量法得到主共振、超谐共振和次谐共振的一次近似解的表达式;引入牛顿迭代的思想和最小二乘法,得到高次近似解的表达式。研究结果表明:用改进后的能量迭代法求解强非线性非自治系统精度较高;分析这种非线性梁的振动时,除了要考虑其主共振外,还要考虑超谐共振和次谐共振。

强非线性时间演化声速剖面的序贯反演

受海面波浪起伏、降雨和内波等海洋动力学过程的影响,浅水声速剖面的时间演化具有高度非线性,针对该问题提出使用改进的粒子滤波方法进行声速剖面序贯反演.该方法通过建立声速剖面的经验正交模型(EOF)以及描述声速剖面时间演化特征的状态空间模型,将声速剖面反演问题建模为状态跟踪问题,利用不敏粒子滤波(UPF:Uncented Particle Filter)算法进行声速剖面序贯反演。仿真试验通过实测声速剖面数据和先验地声参数信息产生接收声场数据,再利用模拟声场数据估计声速剖面的时间变化.结果表明,相比于集合卡尔曼滤波(EnKF:Ensemble Kalman Filter),在计算效率等同的情形下,该方法可以在状态参数的时间跳变点保持良好的跟踪性能,一定程度上克服了现有反演算法在跳变点发散的问题,可以有效提高声速剖面反演精度,尤其在声速剖面时变性较强时具有显著优势.

基于Monte-Carlo方法的强非线性函数方差估计

以Monte Carlo方法为基础研究了强非线性函数的方差估计问题。对直接观测量的方差进行了随机扰动 ,将由线性同余法产生的一组伪随机数用Box Muller变换法转换为服从N(0 ,1)分布的正态伪随机数 ,并对伪随机数作了多项统计检验。在此基础上应用Bessel公式统计出强非线性函数的模拟方差。算例表明 :Monte Carlo方法估计出的非线性函数的方差比经典方法估计出的方差更优。