用Volterra泛函级数理论分析非线性介质中的Maxwell方程

本文利用Ｖｏｌｔｅｒｒａ泛函级数理论从频域和时域详细分析了非线性介质中的本构关系、Ｍａｘｗｅｌｌ方程及其色散关系；以均匀各向同性的非线性介质板为例，数值计算了单色平面波料入射此介质板后的一级非线性近似下的基频反射；对非线性效应的影响进行了初步的分析。

Volterra级数在光纤通信中的应用

简要地介绍了Volterra级数理论,及其在光纤通信中的应用.说明了基于Volterra级数的非线性薛定谔方程的半解析闭式解在研究光纤通信中的非线性效应的重要意义,并对Volterra级数在波分复用(WDM)系统和光正交频分复用(OOFDM)系统中的应用进行了具体的描述和总结.

一类非线性系统的广义伴随线性方程分析研究

非线性输出频率响应函数是线性系统理论中频率响应函数在非线性系统中的一种推广,越来越多的学者已将其应用在结构损伤检测及故障诊断中.基于Volterra级数理论与由非线性微分方程描述的单输入单输出非线性系统的广义频率响应函数递归计算公式,利用多重积分性质和多维傅里叶变换,将广义频率响应函数映射到了一维频域中,推导出了一类非线性系统的广义伴随线性方程计算公式.研究表明,这类系统的第n阶非线性输出响应是以系统输入激励和前n-1阶非线性输出响应的组合函数作为广义激励作用到系统各阶广义伴随线性方程中的输出响应,最后通过求解一系列线性微分方程可得到这类非线性系统的任意阶非线性输出响应,其结果弥补了伴随线性方程无法求解这类非线性系统的不足.同时,针对广义伴随线性方程的数值计算问题,论文提出了一种耦合计算法,提高了计算非线性输出响应的精度,为非线性输出频率响应函数的计算提供了一种新思路.最后利用广义伴随线性方程与线性算子理论研究了两种典型非线性系统中非线性现象产生的原因,研究结果为非线性系统的分析与设计提供了一种有效途径.

多层非线性介质板的电磁反射和传输

本文根据由Volterra泛函级数理论所得到的非线性介质中的色散关系,讨论了单色平面波斜入射多层平板非线性介质的传输问题;导出了反射率和透射率的一级近似公式;对非线性单层和具有周期性的双层介质板进行了数值计算;最后讨论了非线性介质对电波传播特性的影响。

亚音速壁板弱非线性动力学模型响应预测

基于脉冲响应法对时不变动力学系统进行识别,构建相应的Volterra级数模型可以对弱非线性动力学模型进行响应预测.选取Van Der Pol-Duffing方程所表征的亚音速壁板弱非线性动力学模型进行分析,运用Volterra级数对模型进行响应预测,分别对流场参数、结构参数和外激励参数进行变参分析以确定各参数对识别效果的影响.数值结果表明:忽略二阶及以上非线性高阶核所构建的Volterra模型具有相对较好的识别效果,预测结果对阻尼及外激励参数变化不敏感,而其余参数对预测结果都有明显影响.

基于多小波的Volterra级数非定常气动力建模方法

非定常气动力建模除了要准确描述气动力的非定常特性,还要反映其非线性特性。Volterra级数因为对系统非线性具有很强的描述能力正日益受到重视。一阶Volterra核只能表达线性特性,要建立反映非线性特性的非定常气动力模型,需要引入二阶核甚至更高阶核的影响。高阶Volterra核辨识的主要困难在于待辨识参数的数量随着核阶次的增加而呈指数增加导致计算难度急剧加大,即出现所谓维数灾难问题。以一种分段二次多小波为基函数将Volterra核展开,求解一个高维病态方程组来计算展开系数,利用小波的多分辨分析在时间和频率两个维度的分解特性将方程降维,最终将问题转化为求解一个低维方程组得到稳定解。通过NACA0012翼型在马赫数0.8下作沉浮运动时,升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数的二阶核和三阶核的辨识构建非定常气动力模型,然后由此计算不同减缩频率下的气动力并与CFD结果进行比较,验证了Volterra级数对非线性非定常气动力的描述能力和多小波处理方法的有效性。