粘性流体力学的变分原理和广义变分原理

本文建立了不可压缩和可压缩粘性流体力学问题的变分原理,即最大功率消耗原理和它们的广义变分原理.     

一类非牛顿流体流动问题的变分原理和广义变分原理

本文将钱伟长教授[1]的不可压缩粘性流的最大功率消耗原理推广到一类特殊的非牛顿流体─-广义牛顿流体的流动问题,并采用识别的拉氏乘子法来解除变分约束条件,导出其广义变分原理。     

应用Lagrange乘子法推导一般力学中的广义变分原理 *

应用对合变换建立了两类变量的经典变分原理———Hamilton原理 .灵活应用Lagrange乘子法 ,建立了完整系统和非完整系统的两类变量的广义变分原理和带有附加条件的广义变分原理 .推导了各类变分原理的驻值条件.     

非牛顿流体力学变分原理

本文将钱伟长教授在文献[1]中提出的不可压缩粘性流的最大功率消耗原理进一步推广到本构方程为ε_ij=?τ/?σ'_ij的非牛顿流体流动问题,并采用识别的拉氏乘子法解除变分约束条件,导出其广义变分原理。     

有限变形非对称弹性理论变分原理

应用有限变形S-R分解定理,将体力矩重新定义为内外两种体力矩之和,给出了相应的变形能增率表达式及其物理意义,并进一步补充和完善了有体力矩作用下的有限变形力学的功率变分原理和余功率变分原理。     

关于变分学中逆问题的研究

本文研究了变分学中的逆问题.通过变积概念的引入,给出了系统地研究变分学中逆问题的一种新途径.将这种方法应用于线弹性动力学和粘性流体力学中,建立了各自的变分原理和广义变分原理.     

大应变固结理论的分区变分原理及其广义变分原理

土体材料本构特性的差异问题与大变形问题是分析岩土材料变形特性的基本问题．根据有限变形的描述方法构筑土体结构大变形固结方程,证明了大变形固结的变分原理A·D2应用分区子结构的连续条件,推导固结理论的分区变分原理．引用Lagrange乘子法构筑并证明了大变形固结问题在无约束状态下的广义分区变分原理．     

一般力学中三类变量的广义变分原理

应用对合变换,将两类变量的广义变分原理的驻值条件变换为三类变量的基本方程.按照广义力和广义位移之间的对应关系,将各基本方程乘上相应的虚量,代数相加,然后积分,进而建立了完整系统的三类变量的广义变分原理.应用这种凑合法,建立了非完整系统的三类变量的广义变分原理.作为例子,将一般力学中的三类变量的广义变分原理和两类变量的广义变分原理推广应用于弹性动力学中.最后,讨论了有关的问题.     

饱和多孔介质耦合系统的变分原理

本文采用变积方法,建立了等温准静态下饱和多孔介质的六类变量的广义变分原理.在此基础上,通过引入约束条件得到各级变分原理,其中包括五类变量,四类变量,三类变量和二类变量的变分原理.除得到文献中已有的变分原理外,本文给出了许多新的变分原理,为建立饱和多孔介质的有限元模型提供了基础.     

压电热弹性动力学的Gurtin型分区变分原理

建立有关压电热弹性动力学的各种Gurtin型分区变分原理,由此变分原理可以得到压电热弹性动力学所有方程式、关系式和边界条件,并且可以直接得到各相邻区域交界面上的连续条件。Gurtin型分区变分原理是压电热弹性动力学的重要组成部分,并能反映压电热弹性动力学初值-边值问题的全部特征。     

On the variational principles of mechanics

Variational principles, generalizing the classical d’Alembert–Lagrange, Hölder, and Hamilton–Ostrogradskii principles, are established. After the addition of anisotropic dissipative forces and taking the limit, when the coefficient of viscous friction tends to infinity, these variational principles transform into the classical principles, which describe the motion of systems with constraints. New variational relations are established for searching for the periodic trajectories of the reversible equations of dynamics.     

弹性正交索网结构动力学的各类非传统Hamilton型变分原理

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,通过罗恩早已提出的一条简单而统一的新途径,系统地建立了正交索网结构几何非线性弹性动力学的各类非传统Hamilton型变分原理．这种新的非传统Hamilton型变分原理能反映这种动力学初值-边值问题的全部特征．文中首先给出正交索网结构几何非线性动力学的广义虚功原理的表式,然后从该式出发,不仅能得到正交索网结构几何非线性动力学的虚功原理,而且通过所给出的一系列广义Legendre变换,还能系统地成对导出正交索网结构几何非线性弹性动力学的5类变量、4类变量、3类变量和2类变量非传统Hamilton型变分原理的互补泛函、以及相空间非传统Hamilton型变分原理的泛函与1类变量非传统Hamilton型变分原理势能形式的泛函．同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理的内在联系．     

一般多值混合隐拟变分不等式的解的存在性与算法

引入了实Hilbert空间中一类新的一般多值混合隐拟变分不等式.它概括了丁协平教授引入与研究过的熟知的广义混合隐拟变分不等式类成特例.运用辅助变分原理技巧来解这类一般多值混合隐拟变分不等式.首先,定义了具真凸下半连续的二元泛函的新的辅助变分不等式,并选取了一适当的泛函,使得其唯一的最小值点等价于此辅助变分不等式的解.其次,利用此辅助变分不等式,构造了用于计算一般多值混合隐拟变分不等式逼近解的新的迭代算法.在此,等价性保证了算法能够生成一列逼近解.最后,证明了一般多值混合隐拟变分不等式解的存在性与逼近解的收敛性.而且,给算法提供了新的收敛判据.因此,结果对M.A.Noor提出的公开问题给出了一个肯定答案,并推广和改进了关于各种变分不等式与补问题的早期与最近的结果,包括最近文献中涉及单值与集值映象的有关混合变分不等式、混合拟变不等式与拟补问题的相应结果.     

Variational principles for systems with unilateral constraints

Derivations and formulations are given of the variational principles of analytical mechanics for systems with unilateral ideal smooth constraints, originally established for systems with bilateral constraints. The virtual work principle, the Fourier inequality, the d’Alembert–Lagrange principle, the Gauss principle of least constraint and its modification – the Chetayev principle of maximum work, the Jourdain principle, the Hamilton–Ostrogradskii principle, the principle of least action in Lagrangian and Jacobian forms, and the Suslov–Voronets principle are described.     

凑合反推法和弹性理论中的多变量广义变分原理

详细介绍了如何应用凑合反推法(semi-inverse method)构造弹性理论中的两类独立变量的广义变分原理(包括熟知的Hellinger-Reissner变分原理,Hu-Washizu变分原理)及三类独立变量的广义变分原理(钱伟长广义变分原理) 。应用凑合反推法还可以清楚地看出各变量之间的约束关系,从而再一次证明了Hu-Washizu变分原理实际上是两类独立变量的广义变分原理。     

A Class of Generalized Evolutionary Problems Driven by Variational Inequalities and Fractional Operators

This paper is devoted to a generalized evolution system called fractional partial differential variational inequality which consists of a mixed quasi-variational inequality combined with a fractional partial differential equation in a Banach space. Invoking the pseudomonotonicity of multivalued operators and a generalization of the Knaster-Kuratowski-Mazurkiewicz theorem, first, we prove that the solution set of the mixed quasi-variational inequality involved in system is nonempty, closed and convex. Next, the measurability and upper semicontinuity for the mixed quasi-variational inequality with respect to the time variable and state variable are established. Finally, the existence of mild solutions for the system is delivered. The approach is based on the theory of operator semigroups, the Bohnenblust-Karlin fixed point principle for multivalued mappings, and theory of fractional operators.

     

Hamilton’s Principle as Variational Inequality for Mechanical Systems with Impact

The classical form of Hamilton’s principle holds for conservative systems with perfect bilateral constraints. Several attempts have been made in literature to generalise Hamilton’s principle for mechanical systems with perfect unilateral constraints involving impulsive motion. This has led to a number of different variants of Hamilton’s principle, some expressed as variational inequalities. Up to now, the connection between these different principles has been missing. The aim of this paper is to put these different principles of Hamilton in a unified framework by using the concept of weak and strong extrema. The difference between weak and strong variations of the motion is explained in detail. Each type of variation leads to a variant of the principle of Hamilton in the form of a variational inequality. The conclusion of the paper is that each type of variation leads to different necessary and sufficient conditions on the impact law. The principle of Hamilton with strong variations is valid for perfect unilateral constraints with a completely elastic impact law, whereas the weak form of Hamilton’s principle only requires perfect unilateral constraints and no condition on the energy.     

非线性弹性理论变分原理的统一理论

本文旨在介绍和讨论非线性弹性理论的几个主要变分原理——古典的势能原理,余能原理以及目前争论甚多的另两个余能原理(Levinson原理和Fraeijs de Veubeke原理),同时给出了和这些原理相对应的广义变分原理.本文单一地从虚功原理出发,系统推导并严格论证了这些原理,并且指出了各原理间的内在联系.出发点是一个,采取不同的变量和Legendre变换就导致不同的原理.这样,各变分原理在统一的框架里构成一个有机的整体.文中未涉及的其它原理也同样可以纳入这框架.给出的关系图使读者更能看清各原理间的纵横关系.