建立在同伦基础之上的一种非线性分析方法

本文描述了一种新的，不依赖于小参数的非线性分析方法，并分析，比较了该方法与摄动展开方法的优缺点，本文所述方法建立在拓扑的同伦理论之上。彻底抛弃了摄动方法的小参数假设，从而可以求解更强的非线性问题，特别是那些不含小参数的非线性问题。     

同伦分析方法进展综述

本文简述同伦分析方法基本思想、最新理论进展及其在流体力学、固体力学、一般力学、量子力学、应用数学、金融等科学和工程领域的应用.同伦分析方法不依赖物理小参数, 适用范围更广,而且提供了一种简单的途径确保级数解收敛, 适用于强非线性问题.同伦分析方法已被成功应用于求解一些具有挑战性的力学问题,并获得一些全新的、 从未见报道的解. 这些成功的应用,证明了同伦分析方法的普遍有效性和原创性.      

超越摄动:同伦分析方法基本思想及其应用

介绍一种新的、求解强非线性问题解析近似的一般方法------同伦分析方法.该方法从根本上克服了摄动理论对小参数的过分依赖, 其有效性与所研究的非线性问题是否含有小参数无关, 因此, 适用范围广.此外, 不同于所有其他解析近似方法,同伦分析方法提供了一个简单的途径, 确保所得到的级数解收敛, 从而获得 足够精确的解析近似.而且, 不同于所有其他解析近似方法, 同伦分析方法(HAM)提供了选取基函数之自由, 从而可以选择较好的基函数, 更有效地逼近问题的解. 同伦分析方法为非线性问题的解析近似求解提供了一个全新的思路, 为非线性问题(特别是不含小参数的强非线性问题)的 求解开辟了一个全新的途径.简要描述同伦分析方法的基本思想, 其在非线性力学、物理、化学、生物、金融、工程和 计算数学等领域的应用举例, 以及与摄动方法、Lyapunov 人工小参数法、$\delta$展开法、Adomian 分解法、同伦摄动方法之区别和联系.     

同伦分析方法进展综述

本文简述同伦分析方法基本思想、最新理论进展及其在流体力学、固体力学、一般力学、量子力学、应用数学、金融等科学和工程领域的应用.同伦分析方法不依赖物理小参数,适用范围更广,而且提供了一种简单的途径确保级数解收敛,适用于强非线性问题.同伦分析方法已被成功应用于求解一些具有挑战性的力学问题,并获得一些全新的、从未见报道的解.这些成功的应用,证明了同伦分析方法的普遍有效性和原创性.     

多自由度非线性系统的同伦分析方法

大部分工程实际问题可以用多自由度非线性系统来描述,这些系统的数学模型是许多个耦合的两阶常微分方程.一般地,要精确求解这些方程非常困难,因此可以考虑它们的解析近似解.同伦分析方法是解非线性系统响应的有用工具,本文将它应用于多自由度非线性系统的求解中.利用求两自由度耦合van del Pol振子周期解的实例,展示了同伦分析方法的有效性和巨大潜力.同时,把得到的解析近似解与系统的Runge-Kutta数值解作了比较,结果表明同伦分析方法是求解多自由度非线性系统的有效方法.     

A brief review of the homotopy analysis method

本文简述同伦分析方法基本思想、最新理论进展及其在流体力学、固体力学、一般力学、量子力学、应用数学、金融等科学和工程领域的应用.同伦分析方法不依赖物理小参数, 适用范围更广,而且提供了一种简单的途径确保级数解收敛, 适用于强非线性问题.同伦分析方法已被成功应用于求解一些具有挑战性的力学问题,并获得一些全新的、 从未见报道的解. 这些成功的应用,证明了同伦分析方法的普遍有效性和原创性.     

基于参数展开的同伦分析技术及其应用

提出了一种基于参数展开的新的同伦分析技术(PE-HAM)：结合参数展 开技术和同伦理论将一非线性动力系统(不要求系统内含有小参数)的求解问题转化为一组 线性微分方程的求解问题，并将之运用到强非线性振动领域. 用该方法研究了强非线性 Duffing系统的响应问题，得到了一阶近似解. 作为特例讨论了保守Duffing系统和受谐和 激励的耗散Duffing系统的稳态响应问题. 数值模拟的结果，说明了新方法的有效性.     

同伦摄动理论及其应用

本文应用同伦技术和摄动技术，提出了一种新的摄动理论。这方法有别于传统的摄动理论，它不依赖于小参数，而是应用同伦技术，构造一个含嵌入参数ｐ∈（０，１）的方程，然后把嵌入参数作为“小参数”，因此这种新方法可以克服传统摄动理论的不足，而又可以充分应用各种摄动方法。其结果显示这种方法简单而有效，并且其一阶近似往往具有很高的精度。     

具有多个极限环非线性动力系统的解析近似

应用一种新的解析方法------同伦分析法，研究了一种具有多个 极限环的Rayleigh振子问题. 与所有其他传统方法不同，该方法不依赖于小参数， 且提供了一个简便的途径以确保级数解的收敛, 因此，特别适用于强非线性问题. 将同伦分析法与平均法以及四阶的龙格库塔方法(数值解)做了比较. 结果 表明，平均法在强非线性情况失效, 四阶的龙格库塔法不能找到非稳定的极限环，而同伦分析法不仅适用于强非线性情 况，而且给出了非稳定的极限环.     

建立在同伦基础之上的一种非线性分析方法（2）：单自由度守恒系统周期的通用

本文以非线笥的单自由度守恒系统为例，描述了一种新的非线性分析方法。此方法建立在光滑映射的基础上，不依赖于小参数，从而特点适合于求解不具有小参数的强非线性问题。本文所给近似公式的精确度对参数值的变化不敏感，对任意大小的参数都是一致有效的。     

瞬态波作用下非线性岩土与非圆结构的相互作用

本文讨论了瞬态波作用下非线性岩土与非圆结构相互作用的问题。文中引用了一种多参数的非线性弹性岩土模型,应用复变函数方法求解了由小参数摄动展开得到的各阶渐近线性方程,并利用映射函数使计算得到简化。文中给出了瞬态波水平和垂直入射时直墙拱结构动力响应的位移和应力数值结果。     

建立在同伦基础之上的一种非线性分析方法(2)——单自由度守恒系统周期的通用公式

本文以非线性的单自由度守恒系统为例,描述了一种新的非线性分析方法。此方法建立在光滑映射的基础上,不依赖于小参数,从而特别适合于求解不具有小参数的强非线性问题。本文所给近似公式的精确度对参数值的变化不敏感,对任意大小的参数都是一致有效的。     

Accurate Higher-Order Analytical Approximate Solutions to Large-Amplitude Oscillating Systems with a General Non-Rational Restoring Force

A new approximate analytical approach for accurate higher-order nonlinear solutions of oscillations with large amplitude is presented in this paper. The oscillatory system is subjected to a non-rational restoring force. This approach is built upon linearization of the governing dynamic equation associated with the method of harmonic balance. Unlike the classical harmonic balance method, simple linear algebraic equations instead of nonlinear algebraic equations are obtained upon linearization prior to harmonic balancing. This approach also explores large parameter regions beyond the classical perturbation methods which in principle are confined to problems with small parameters. It has significant contribution as there exist many nonlinear problems without small parameters. Through some examples in this paper, we establish the general approximate analytical formulas for the exact period and periodic solution which are valid for small as well as large amplitudes of oscillation.     

NONLINEAR THEORY OF MULTILAYER SANDWICH SHELLS AND ITS APPLICATION (Ⅰ)──GENERAL THEORY

In this paper, a nonlinear theory is given for multilayer sandwich shells undergoing small strains and moderate rotations. Then a simplified theory for the shells undergoing moderate or moderate/small rotations are obtained.     

A Modified Exact Linearization Control for Chaotic Oscillators

The control of chaotic oscillations is investigated in this paper. A control methodology, termed input-output linearization, is modified by locally linearizing the nonlinear control law in the small neighborhood of the control goal. Its suitability for controlling chaotic oscillators is analyzed. The forced Duffing oscillator is treated as a numerical example of controlling chaotic motion to a given fixed point and a given period-2 motion. The control signals and time needed to achieve the desired goals of the modified method are compared with those of the original method. The robustness of the control law is demonstrated.     

考虑弯扭形变的薄壁箱形梁的非线性后屈曲

在大位移和扭转的前提下,通过一中等弯曲扭转的位移场描述了薄壁箱形梁在偏心载荷作用下的静稳定性问题.该非线性公式可用于分析简支薄壁箱形梁在不同载荷作用下的屈曲和后屈曲行为.采用伽辽金方法将非线性微分系统离散,并通过牛顿-拉普森增量迭代法求解得代数方程组.数值计算结果表明,当前屈曲位移不可忽略时,经典的横向屈曲预测是保守的...     

Asymptotic solution of nonlocal nonlinear reaction-diffusion Robin problems with two parameters

In this paper, the nonlocal nonlinear reaction-diffusion singularly perturbed problems with two parameters are studied. Using a singular perturbation method, the structure of the solutions to the problem is discussed in relation to two small parameters. The asymptotic solutions of the problem are given.     

一类弱非线性振动问题的插值摄动解法

用插值摄动法［１］求解一类有阻尼的弱非线性振动问题。算例表明，当小参数很小时，本文结果和多尺度法的一级近似结果十分接近。当小参数不是很小时（即接近于强非线性振动时），本文结果，仍然相当准确，并优于多尺度法的一级近似结果。     

Normal Modes and Boundary Layers for a Slender Tensioned Beam on a Nonlinear Foundation

In this paper, the nonlinear normal modes (NNMs) of a thin beamresting on a nonlinear spring bed subjected to an axial tension isstudied. An energy-based method is used to obtain NNMs. In conjunction with amatched asymptotic expansion, we analyze, through simple formulas, thelocal effects that a small bending stiffness has on the dynamics, alongwith the secular effects caused by a symmetric nonlinearity. Nonlinearmode shapes are computed and compared with those of the unperturbedlinear system. A double asymptotic expansion is employed to compute theboundary layers in the nonlinear mode shape due to the small bendingstiffness. Satisfactory agreement between the theoretical and numericalbackbone curves of the system in the frequency domain is observed.