内共振平方非线性系统的非线性模态及其分岔

利用多尺度方法研究了一类1:2内共振平方非线性系统的非线性模态的近似解及其分叉特性。研究表明,止匕类系统除存在非耦合模态外还存在耦合模态,且后者有分岔现象,这可导致非线性模态的数目会超过系统的自由度数。耦合非线性模态的分叉既与调谐参数有关又与模态振幅有关,但与非耦合弹簧的非线性刚度无关。

平方非线性Lotka-Volterra时滞种群模型同伦分析解法

利用同伦分析方法研究了平方非线性Lotka-Volterra时滞单种群生态模型,得到了模型的近似解析解,可用于分析模型的性质.近似解与模型的解的比较结果表明同伦分析方法用于研究平方非线性Lotka-Volterra时滞单种群生态模型是可行的.

关于一个平方非线性系统的讨论

设计了一个平方非线性系统,导出了其微分方程,并给出接近共振的受迫振动的摄动解.

平方非线性对屈曲薄板振动性能影响的研究

分析研究参数激励简支矩形薄板非线性振动中的超谐振动。依据Karman方程的动态比拟 ,运用Galerkin法将控制薄板振动的偏微分方程转化为参数激励Duffing型方程。针对该方程进行的变换表明 ,屈曲薄板振动系统为带有平方和立方非线性的参数激励非线性动力系统。应用摄动分析方法研究系统中平方非线性因素对系统的调节机理以及平方非线性导致的 2倍超谐振动。分析结果表明 ,由于平方非线性对系统的调节作用 ,在一定的参数域响应中自由振动项的幅值不会因阻尼的存在而衰减 ,自由振动以激励频率 2倍的频率参与系统的响应。基于理论分析的试验研究证明 ,所讨论的参数激励屈曲薄板振动系统在一定的参数条件下将出现 2倍超谐振动。由

具有平方、立方非线性项的耦合动力学系统1∶2内共振分岔

对一类具有平方、立方非线性项的耦合动力学系统 1∶2内共振情形进行了研究· 首先 ,用直接方法求出该系统 1∶2内共振时的NormalForm ,该系统的NormalForm中 ,不仅含有平方非线性项 ,同时还含有立方非线性项· 通过采用适当的变量变换 ,将 4维分岔方程约化成 3维 ,进而得到单变量 4次分岔方程· 最后用奇异性理论 ,研究了一类普适开折的分岔特性· 该方法可用于 4维中心流形上流的强内共振时的分岔行为分析·

含平方项非线性动力系统的分岔研究

用规范形理论共轭算子法研究了含平方项非线性系统,获得了方程的稳态渐近解.然后用普适开折理论分析了含平方项非线性Duffing系统的分岔响应方程,分析了余维2分岔,得到了转迁集和分岔图.得到的结果与数值模拟结果相一致.

模态截断对悬索非线性耦合共振响应影响

对于各类动力系统共振响应,可以采用直接法和离散法得到其微分方程的近似解,而解的误差取决于两方面:模态离散和摄动分析。其中离散法采用有限模态来描述连续系统的动力学行为,如果忽略高阶模态振型和频率,定会带来一定误差,甚至无法反映真实的非线性动力学现象。因此无论是工程实践还是理论分析,离散法中模态截断带来的误差和收敛性备受关注。以水平悬索两正对称模态之间发生耦合共振为例,探究两种模态截断对该系统共振响应影响。首先利用Galerkin法得到离散后的面内运动微分方程,然后采用多尺度法求得系统发生耦合共振时的调制方程。通过对比激励响应幅值曲线、幅频响应曲线、时程曲线、相位图、频率谱、庞加莱截面和李雅普诺夫指数等,定量和定性地展示两阶和九阶模态截断导致的系统动力学行为差异。研究结果表明:非直接激励模态和非内共振模态对系统内共振响应存在影响,根源在于平方非线性的共振项;对于外激励直接作用于低阶和高阶模态的情况,由于模态截断导致的振动特性差异程度,前者要明显高于后者;在大幅共振区域,模态截断对系统响应幅值影响较为明显;分岔现象与模态截断阶数关系密切,倘若仅考虑两阶模态,结果可能会遗漏鞍结点分岔或出现额外的霍普夫分岔,从而导致跳跃现象和动态周期解发生明显改变;不同阶模态截断可能导致动力系统吸引子类型截然不同。

非线性自适应平方根无迹卡尔曼滤波方法研究

针对带有附加噪声且噪声特性未知的系统,提出了一种非线性卡尔曼滤波方法——自适应平方根无迹卡尔曼滤波(NASRUKF)方法,该方法基于平方根滤波的思想,对传统的Sage-Husa自适应滤波算法进行了改进,并与平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)算法相结合用来进行非线性滤波。该算法能直接对非线性系统的状态方差阵和噪声方差阵的平方根进行递推与估算,确保状态和噪声方差阵的对称性和非负定性。将所提方法通过计算机仿真技术与SRUKF算法进行对比,结果表明NASRUKF方法在滤波精度、稳定性和自适应能力方面均优于SRUKF方法。

容许多项式子空间的四阶非线性平方算子的分类

利用不变子空间方法研究四阶非线性平方算子,确定出四阶非线性平方算子在其所容许的多项式不变子空间中的完全分类,进一步求出相应方程的爆破解.所得结果推广了不变子空间理论在非线性偏微分方程中的应用.

一类平方立方非线性耦合系统主共振解析近似解的研究

应用同伦分析法研究了平方和立方非线性耦合的单自由度系统主共振问题.通过引入辅助参数来调节和控制级数解的收敛区域和收敛速度,为非线性问题的解析近似求解开辟了一个全新的途径,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的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.

保持多项式子空间的三阶非线性平方算子的分类

利用不变子空间方法研究三阶非线性平方算子,得到了三阶非线性平方算子在它所容许的多项式不变子空间中的分类,从而求出相应方程的精确解。文中的结果推广了不变子空间理论在非线性偏微分方程中的应用。

强迫耗散非线性发展方程准完全平方守恒格式的构造(英文)

从描述大气和海洋运动的强迫耗散非线性发展方程出发，对强迫耗散非线性大气和海洋方程组显式差分格式的计算稳定性进行了分析，构造了一类强迫耗散性发展方程的显式准完全平方守恒差分格式，理论分析和数值试验证明，这类显式准完全平方守恒差分格式是计算稳定的．值得推广应用。

预变形对非线性结构响应特征的影响

含有大变形非线性约束的结构中,往往存在不同程度的预变形,导致系统静平衡点的改变.预变形的存在使得系统的动力学控制方程同时含有平方和立方非线性.实验结果表明,较小的激励力就能激发出含预变形非线性结构的软弹簧频响特征.以实验中的参数作仿真分析,结果表明,随着预变形的逐渐增大,非线性结构频响特征呈现从硬弹簧特性向软弹簧特性的转变,并求出了转变过程的临界变形.而随着外载荷幅值的增大,则是从软弹簧特性向硬弹簧特性转变.在不同预变形和激励力幅值下,还出现了超谐波共振和次谐波共振的现象.

温度变化对悬索非线性内共振响应特性影响

悬索是一类典型的同时包含平方和立方非线性的柔性结构,其模态间极易发生各种形式的内共振。以悬索同时发生主共振和2∶1内共振为例,探究温度变化对悬索非线性内共振响应特性的影响。通过引入张力改变系数,建立了均匀温度场中悬索面内非线性运动微分方程;利用Galerkin法和多尺度法分别得到激励作用在高阶和低阶模态时,系统极坐标和直角坐标形式的平均方程;通过绘制共振响应时的激励响应幅值曲线、幅频响应曲线、动态解、时程曲线、相位图、频率谱以及庞加莱截面,定性和定量地描述了温度变化影响下的内共振响应特性。数值算例表明:频率会明显改变悬索模态频率,影响系统内共振响应,温度上升时,内共振更容易发生在Irvine参数较小的悬索;无论激励直接作用在高阶还是低阶模态,共振响应幅值随温度上升而增加,反之则减小;直接激发的模态响应幅值与因内共振激发的响应幅值受温度变化影响的敏感程度存在明显区别;温度变化对动态分岔(霍普和倍周期分岔)影响要比对静态分岔(鞍结点和叉形分岔)明显得多;动态分岔随着温度上升,向更小激励幅值和频率方向移动;系统的动态解和周期运动与温度变化密切相关,受温度影响,系统可能呈现出截然不同的周期运动。此外对比理论分析解和直接数值积分解,结果表明两者吻合较好。

从振动系统势能井逃逸的时间

带有负阻尼的振动系统,其振幅在振动过程中逐渐增大,最终溢出势能井终止振荡现象.应用多重尺度法推得从平方非线性振动系统势能井逃逸的时间.近似势能法用于克服非线性带来的困难.数值算例证实本文的方法是有效的.

相交轴磁齿轮传动系统含内共振时的自由振动

针对构件间磁耦合刚度非线性,建立了磁场调制型相交轴磁齿轮传动系统非线性动力学模型和含平方项的非线性动力学微分方程组,考虑输入、输出转子扭转模态频率间1∶2的倍数关系,采用多尺度法得到了系统存在内共振时的振幅响应曲线及各构件的时域响应规律,结果表明:由于内共振的存在使得能量在输入、输出转子扭转振动模态间相互转化,且初始幅值越大各模态能量交换频率越高,进而使得磁齿轮系统各构件由于外部激励造成的瞬态振动衰减更加缓慢,某种程度上恶化了系统动力学特性。

基于残差修正法的无线传感器网络定位技术

测距定位是无线传感器网络节点定位中一种常见的方法。然而距离测量往往容易出现错误,导致潜在的大量非高斯误差的测量数据,最终会导致不精确的定位结果。通过分析非线性最小平方残差定位时,测距误差与残差的分布关系,一种坏测距误差的误差估计方法在本文中被提出。采用估计出的测距误差,修正了非线性最小平方残差值,提高了定位精度。仿真实验表明,该算法能有效估计出坏测距误差,并改进了定位效果。

疲劳裂纹扩展模型中表征裂纹闭合水平参数的确定

借助7075-T 6铝合金、6013铝合金以及0.45w t%碳钢的疲劳试验数据,结合上述材料的力学性能参数,通过非线性最小平方拟合方法,研究了表征裂纹闭合水平参数k对疲劳裂纹扩展率的影响。研究结果表明,对于宏观裂纹范围内的疲劳裂纹扩展,参数k只要大于某个值就对疲劳裂纹扩展率无影响;而对于小裂纹阶段的疲劳裂纹扩展,参数k对疲劳裂纹扩展率的影响较明显,因此参数k的大小主要取决于小裂纹扩展数据。依据0.45w t%碳钢疲劳试验数据,相应参数k的建议值为6 000m-1。

一种求解双曲线本构方程中材料常数的方法

基于单参数非线性最小平方法,提出了一种优化求解双曲线本构方程中表观激活能和其他材料常数的方法。利用热压缩试验获得的热变形流变应力数据,采用该方法得到了T122和T91耐热钢不同应力水平的表观激活能和其他材料常数,确定材料常数后的双曲线方程所预测的流变应力与试验值符合很好,表明该方法可方便准确求解热变形激活能和其他材料常数,且确定材料常数后的双曲线本构方程能够应用于计算不同应变速率和温度下的热变形流变应力。根据双曲线正弦函数的定义,建立了T122钢和T91钢热变形条件下流变应力双曲线本构方程的显式表达式。

分层抽样层界限确定方法研究

目前,对分层抽样层界限的确定方法研究仍较少,仍以Dalenius和Hodges在上世纪50年代提出的快速近似法为主要工具,该方法适用条件比较苛刻,要求目标变量或者辅助变量的分布已知,最重要的是,它并没有给出直接确定层界限的方法。文章基于辅助变量服从偏态分布的情况,给出了另外两种确定层界限的直接方法——几何法和非线性平方根法,这两种方法较快速近似法的适用条件大为放宽,不需要知道辅助变量的确切分布,仅需知道辅助变量的最小值和最大值,简便易行,在实际操作中具有现实意义。