一类双稳态复合材料层合板的簇发振荡现象分析

针对一类参数激励下的双稳态复合材料层合板非线性系统,考虑了一个参数激励频率是另一个的整数倍的情形,并将参数激励视为慢变参数,利用“快慢分析方法”得到了多频参数激励系统的快子系统和慢子系统,分析了快子系统的分岔行为。在平衡点分岔分析中,分析出单模和双模平衡点下快子系统的Hopf和fold分岔条件;利用双参数分岔集,相图、时间历程曲线图、转换相图与平衡分支的叠加图,分析了不同参数下簇发振荡的产生机理及其动力学行为,观察到不同的参数条件下其簇发振荡现象可能与叉形分岔点无关。

周期激励下Hartley模型的簇发及分岔机制

通过在Hartley电路模型中引入周期变化的电流源,选取适当的参数,使得周期激励的频率与系统的固有频率之间存在量级上的差距,从而建立了具有快慢效应的非线性电路.引入广义自治系统的概念,分析了其相应的平衡点及各种分岔行为,给出了不同参数下广义自治系统存在fold分岔以及同时存在fold分岔与Hopf分岔下的两种不同的簇发现象,即fold/fold簇发现象和fold/subHopf/supHopf簇发现象.利用广义自治系统的分岔分析方法和转换相图,揭示了不同簇发现象的产生机制.

非线性电路的簇发现象及分岔机制

通过在立方非线性Hartley模型中引入交变的电流源,并选定适当的参数和激励频率,建立了具有快慢行为的两时间尺度周期激励电路系统.由Hopf分岔的产生条件,推导了对应自治系统Hopf分岔的第一Lyapunov系数解析表达式,并在数值计算中得到了验证.结合该系数,重点分析了系统中的快慢行为,给出了典型的周期簇发现象及其相应的分岔模式,并利用自治系统和转换相图从分岔角度指出了该种簇发现象的产生机理.

天然气管道应急抢修中氮气置换工艺优化研究

目前在天然气管道应急抢修过程中氮气置换工艺的选取主要依据经验进行,具有一定的盲目性。为增强其理论指导性,文章利用Stoner Pipeline Simulator(SPS)软件对川气东送某事故管段建立了动态物理模型,并分析了破损口综合特征(位置及大小)对氮气置换工艺的影响。分析了破损口位置对单端注氮氮气置换工艺总置换时间的影响,结果表明单端注氮时选取远端注氮工艺总置换时间较短。分析了破损口位置、破损口当量直径对单/双端注氮总置换时间的影响,结果表明破损口当量直径和破损口位置的耦合作用共同决定单/双端注氮工艺的优选结果。单/双端注氮工艺优选存在与破损口状态及破损口位置相关的"转换相图",可通过破损口状态以及破损口位置在"相图"中的位置优选氮气置换工艺,对工程实际具有重要理论指导意义。

非自治BVP系统的两尺度效应分析

以周期激励下耦合非光滑BVP系统为例,考察了周期激励频率与系统固有频率之间存在的量级差异,即存在频域上两时间尺度时的耦合效应。由于激励频率远小于系统的固有频率,将整个激励项视为慢变参数,得到慢变参数变化下系统的广义平衡点及其稳定性。在适当参数取值下,系统存在明显的周期簇发行为。利用快慢分析法,并结合转换相图,分析了慢变参数通过不同分岔点及非光滑分界面时的复杂动力学行为及其产生机理。

参外联合激励下的簇发振荡及其机理

当周期激励频率远小于系统固有频率时,会存在快慢耦合效应,与单项激励不同,参外联合激励不仅会导致快子系统平衡曲线和分岔行为的复杂化,也会产生一些特殊的非线性现象,为此,本文以两耦合Hodgkin-Huxley细胞模型为例,引入周期参外联合激励,探讨在频域不同尺度耦合时该系统的簇发振荡的特点及其分岔机制.通过建立相应的快慢子系统,得到慢变参数变化下的快子系统的各种分岔模式以及相应的分岔行为,结合转换相图,揭示耦合系统随激励幅值变化时的动力学行为及其机理.研究表明,在激励幅值较小时,系统表现为概周期振荡,两频率分别近似于快子系统平衡曲线由Hopf分岔引起的两稳定极限环的振荡频率.概周期解随激励幅值的增加进入簇发振荡,导致这些簇发振荡的主要原因是在慢变参数变化的部分区间内,存在唯一稳定的平衡曲线,使得系统的轨迹逐渐趋向该平衡曲线,产生沉寂态,并随着慢变参数的变化,由分岔进入激发态.同时,快子系统中参与簇发振荡的稳定吸引子随激励幅值的变化也会不同,导致不同形式的簇发振荡.另外,与单项激励下的情形不同,联合激励时快子系统的部分稳定吸引子掩埋在其它稳定吸引子内,从而失去对簇发振荡的影响.