We establish a slow manifold for a fast-slow dynamical system with anomalous diffusion,where both fast and slow components are influenced by white noise.Furthermore,we verify the exponential tracking property for the ...We establish a slow manifold for a fast-slow dynamical system with anomalous diffusion,where both fast and slow components are influenced by white noise.Furthermore,we verify the exponential tracking property for the established random slow manifold,which leads to a lower dimensional reduced system.Alongside this we consider a parameter estimation method for a nonlocal fast-slow stochastic dynamical system,where only the slow component is observable.In terms of quantifying parameters in stochastic evolutionary systems,the provided method offers the advantage of dimension reduction.展开更多
非线性能量阱(NES,nonlinear energy sink)作为一种轻质高效的被动减振装置可有效抑制工程结构的有害振动,对其动力学开展研究对于设计和优化减振装置具有重要的意义。本文探讨了一种接地双稳态非线性能量阱耦合主线性结构的系统在周期...非线性能量阱(NES,nonlinear energy sink)作为一种轻质高效的被动减振装置可有效抑制工程结构的有害振动,对其动力学开展研究对于设计和优化减振装置具有重要的意义。本文探讨了一种接地双稳态非线性能量阱耦合主线性结构的系统在周期激励下的响应过程,分析这类减振装置的优点,并提出设计准则。应用复化平均和多尺度展开方法对耦合系统进行动力学分析,计算出耦合系统的慢不变流形(SIM,slow invariant manifold)和外激励阈值,利用Melnikov方法得到了耦合系统的混沌阈值并给出参数优化方案。与线性和立方刚度的减振装置对比展示了该接地双稳态非线性能量阱的优势。展开更多
研究反馈控制环节时滞对van der Pol振子张弛振荡的影响.首先,通过稳定性切换分析,得到了系统的慢变流形的稳定性和分岔点分布图,结果表明,当时滞大于某临界值时,系统慢变流形的结构发生本质的变化.其次,基于几何奇异摄动理论,分析了慢...研究反馈控制环节时滞对van der Pol振子张弛振荡的影响.首先,通过稳定性切换分析,得到了系统的慢变流形的稳定性和分岔点分布图,结果表明,当时滞大于某临界值时,系统慢变流形的结构发生本质的变化.其次,基于几何奇异摄动理论,分析了慢变流形附近解轨线的形状,发现时滞反馈会引起张弛振荡中的慢速运动过程中存在微幅振荡,其中微幅振荡来自于内部层引起的振荡和Hopf分岔产生的振荡两个方面;同时,时滞对张弛振荡的周期也具有显著的影响.实例分析表明理论分析结果与数值结果相吻合.展开更多
含van der Pol型自激项的单摆系统是典型的自激机械系统,本文研究了该系统的张弛振荡特性.首先通过引入新的时间尺度和变量,把原系统表示成标准的快慢系统.然后基于几何奇异摄动理论,求得系统的慢变流形及其结构,从而证明了张弛振荡解...含van der Pol型自激项的单摆系统是典型的自激机械系统,本文研究了该系统的张弛振荡特性.首先通过引入新的时间尺度和变量,把原系统表示成标准的快慢系统.然后基于几何奇异摄动理论,求得系统的慢变流形及其结构,从而证明了张弛振荡解的存在性,并进一步求得了张弛振荡解及其周期的近似表达式.理论结果表明,发生张弛振荡时,单摆快速通过其平衡位置,而在远离平衡位置的一段区域上停留较长时间,且存在两个分界点把快速运动和慢速运动分隔开.数值算例证明了理论分析的正确性.展开更多
基金supported by NSF (1620449)NSFC (11531006 and 11771449)
文摘We establish a slow manifold for a fast-slow dynamical system with anomalous diffusion,where both fast and slow components are influenced by white noise.Furthermore,we verify the exponential tracking property for the established random slow manifold,which leads to a lower dimensional reduced system.Alongside this we consider a parameter estimation method for a nonlocal fast-slow stochastic dynamical system,where only the slow component is observable.In terms of quantifying parameters in stochastic evolutionary systems,the provided method offers the advantage of dimension reduction.
文摘非线性能量阱(NES,nonlinear energy sink)作为一种轻质高效的被动减振装置可有效抑制工程结构的有害振动,对其动力学开展研究对于设计和优化减振装置具有重要的意义。本文探讨了一种接地双稳态非线性能量阱耦合主线性结构的系统在周期激励下的响应过程,分析这类减振装置的优点,并提出设计准则。应用复化平均和多尺度展开方法对耦合系统进行动力学分析,计算出耦合系统的慢不变流形(SIM,slow invariant manifold)和外激励阈值,利用Melnikov方法得到了耦合系统的混沌阈值并给出参数优化方案。与线性和立方刚度的减振装置对比展示了该接地双稳态非线性能量阱的优势。
文摘研究反馈控制环节时滞对van der Pol振子张弛振荡的影响.首先,通过稳定性切换分析,得到了系统的慢变流形的稳定性和分岔点分布图,结果表明,当时滞大于某临界值时,系统慢变流形的结构发生本质的变化.其次,基于几何奇异摄动理论,分析了慢变流形附近解轨线的形状,发现时滞反馈会引起张弛振荡中的慢速运动过程中存在微幅振荡,其中微幅振荡来自于内部层引起的振荡和Hopf分岔产生的振荡两个方面;同时,时滞对张弛振荡的周期也具有显著的影响.实例分析表明理论分析结果与数值结果相吻合.
文摘含van der Pol型自激项的单摆系统是典型的自激机械系统,本文研究了该系统的张弛振荡特性.首先通过引入新的时间尺度和变量,把原系统表示成标准的快慢系统.然后基于几何奇异摄动理论,求得系统的慢变流形及其结构,从而证明了张弛振荡解的存在性,并进一步求得了张弛振荡解及其周期的近似表达式.理论结果表明,发生张弛振荡时,单摆快速通过其平衡位置,而在远离平衡位置的一段区域上停留较长时间,且存在两个分界点把快速运动和慢速运动分隔开.数值算例证明了理论分析的正确性.
