关于旋转周期结构计算的注记

基于离散 Fourier变换 ,在解析方程的层次上将旋转周期结构的问题化为若干个关于局部结构的问题 ,指出旋转周期结构计算的另一途径     

边界元法中的周期旋转对称

本文证明具有周期旋转对称性的结构，在对称适应的座标架下，其边界元方程的系数矩阵具有块循环的形式，给出分块的系列子问题求解方法，适于任意形式的载荷分布。     

蜂窝夹芯圆环的拓扑优化设计及尺度效应研究

采用尺度关联的一体化设计方法开展了旋转周期圆环结构的拓扑优化设计研究，以宏观 结构的最大刚度为目标，研究了材料表征体胞尺度、构型以及不同载荷作用形式对蜂窝夹芯 圆环结构优化结果的影响. 所提出的无量纲结构构型因子实现了优化结构的结构效率量化评 估. 结合SIMP材料模型和周长控制方法，实现了宏观结构和细观表征体胞的优化设计，获得 清晰的材料分布. 数值算例表明，尺度关联的一体化设计方法能有效地完成圆环结构的拓扑 优化设计，设计结果充分反映体胞尺度效应对旋转周期圆环结构夹芯构型的影响.     

质量周期分布对偏心旋转环状结构自由振动的影响

工程实际中，某些旋转对称设计结构由于存在制造安装误差常呈现偏心旋转状态，进而影响结构稳定性.针对该类环状周期结构，考虑其偏心运动，研究附加质量周期分布参数以及偏心率对系统固有频率与动力稳定性的影响.首先，在环状结构上建立随动坐标系，利用Hamilton原理建立动力学模型.其次，采用经典振动理论求解系统的特征值，分析不同参数组合下的模态特性和不稳定性.最后，利用数值法计算系统的动态响应，并与解析结果进行对比.结果表明，当附加质量个数与波数满足一定关系时，固有频率发生分裂；对于不同的偏心率和周期分布特征，系统在不同转速下动力性能差异较大，适当提高偏心率、选取合适的附加质量个数及大小可有效抑制不稳定性.此研究有助于分析工程实际中该类结构的动力学稳定性，为其振动控制提供借鉴.     

基于拉格朗日乘子法和群论的具有任意位移边界条件的旋转周期对称结构有限元分析

对任意位移边界条件下的旋转周期对称结构，由拉格朗日乘子法建立有限元方程。在对称适应的坐标系下，由结构刚度矩阵的块循环性质，利用群变换给出一种新的求解方法。数值验证给出令人满意的结果。     

周期旋转对称结构的动力特征

本文根据离散化的周期旋转对称结构的刚度阵、质量阵形式,给出了一个确定其固有频率的快速算法,并证明这种结构有一系列重频率存在。在此基础上,本文最后讨论了在实际应用中如何更有效地确定该种结构的前几阶最低频率的问题.     

虚边界元法中的旋转周期对称结构

本文证明具有旋转周期对称性的结构,在对称适应的指标架下,其虚边界元方程的系数矩阵具有块循环的形式,给出一种分解算法（即将原问题分解成一系列相互独立的子问题的求解法）,适于任意形式的载荷分布。     

旋转流体的实验研究

本文是作者近几年在旋转流体实验室模拟方面做的主要工作，研究涉及气动转台上，旋转流体对流涡旋的运动，水动转台上，旋转流体斜压波表面流动的变化，不稳定性结构，三维温度结构，急流的三维结构，地形的影响等诸多方面的问题。部分实验结论与大气实际观测结果有着极好地相似。     

主惯导旋转调制对传递对准性能的影响

旋转调制技术在调制惯性器件常值误差,有效提高惯导系统长航时导航精度的同时,也引入了由系统旋转而造成的速度误差以旋转周期和旋转周期二倍频波动,这种波动对以速度为匹配量的传递对准有一定的影响。从旋转调制系统的误差特性出发,分析了旋转调制对以速度为匹配量传递对准的有利和不利影响,并针对不同的旋转调制周期进行了仿真验证,仿真结果表明当旋转周期远大于舒勒周期时,旋转调制引起的不利和有利影响都很小,可忽略不计;当旋转周期远小于舒勒周期时,旋转调制可提高子惯导的方位对准精度,但延长了系统的传递对准时间。例如,当旋转周期为3(°)/s时,水平对准时间由3 min延长到4 min,而对准精度由1.2′提高到0.2′;方位对准时间由10 min延长到16 min,而对准精度由2.2′提高到0.4′。     

周期变速旋转运动电流变夹层梁的参激振动

采用多尺度法对周期变速旋转运动电流变夹层梁的动力稳定性进行了研究. 假设电流变夹层梁绕固定轴线做随时间变化的简谐周期运动,将变速度转动梁作为一个时变参激振动系统,分析了不同结构和控制参数对失稳区域的影响. 仿真结果表明,改变外加控制电场强度的大小和梁的结构参数,可改变旋转电流变夹层梁发生动力失稳的临界角速度和失稳区域. 故在一定的条件下,可以通过控制作用于电流变夹层梁的电场强度来调节旋转运动柔性梁的振动特性,提高结构的动力稳定性.      

均匀来流中旋转圆柱黏性绕流的数值研究

从不可压非定常Ｎ－Ｓ方程出发，首次数值求解了均匀来流中圆柱作周向旋转振荡的黏性绕流问题。探讨了旋转角速度振幅、振荡频率及Ｒｅ数等因素对流场结构及其非定常演化过程的影响，并根据计算结果，给出了在旋转振动频率。速度振幅平面内流场涡结构的分区图。     

均匀来流中旋转圆柱黏性绕流的数值研究

从不可压非定常Ｎ－Ｓ方程出发，首次数值求解了均匀来流中圆柱作周向旋转振荡的黏性绕流问题。探讨了旋转角速度振幅、振荡频率及Ｒｅ数等因素对流场结构及其非定常演化过程的影响，并根据计算结果，给出了在旋转振动频率。速度振幅平面内流场涡结构的分区图。     

失谐周期结构中弹性波与振动的局部化

基于弹性波传递矩阵方法，研究了失谐周期结构中弹性波与振动的局部化问题．给出了结构中弹性波传递矩阵的一般表达式，采用奇异值分解方法，分别计算了谐和与失谐周期结构中的局部化因子，并对其进行了分析讨论．对周期结构中波传播与振动局部化的分析方法可用于结构的优化设计．     

旋转运动中弹性梁耦合振动的辛方法

研究旋转梁结构的弹性耦合振动问题。通过引入对偶体系，建立了解决该类问题的辛方法。在辛体系中描述旋转梁纵向和横向耦合振动控制方程，即哈密顿正则方程。进一步求解得到结构的固有振动频率及相应的振动模态，发现固有振动频率随转动角速度先升后降以及模态之间的某种转化规律。     

日地系统L_2点Halo轨道绳系卫星编队动力学

研究平动点附近周期轨道上旋转多体绳系卫星编队系统的非线性耦合动力学问题。编队系统为各卫星质量接近的轮辐状结构,位于日地系统第二平动点附近,整个系统的旋转保持系绳处于张紧状态,建立Hill限制性三体问题的绳系编队系统动力学模型。针对处于留位阶段的典型对称三星编队,在位于较大Halo轨道上无控制力作用的情况下,进行母卫星轨道运动与系绳摆动耦合运动的动力学模拟,分析轨道方向、卫星质量比、系绳长度以及初始旋转速度对编队系统整体稳定性的影响。     

一种用于旋转调制技术的微型超声电机定子

微型超声电机是实现旋转调制技术在微小型惯导上应用的关键部件，薄膜型MEMS超声电机是微型旋转调制技术的理想载体，然而现有MEMS超声电机存在着纵向稳定性和转速稳定性较差、晃动干扰大的问题，难以满足旋转调制需求。为解决该瓶颈问题，提出了一种基于MEMS制造工艺的工作在B15模态下的行波微型超声电机定子结构，设计悬空式圆环形定子结构，对定子薄膜型锆钛酸铅（PZT）层进行分区激励来获取两相正交驻波，以提高驻波模态频率匹配度；采用边缘引线和边缘支撑方式，以减小引线磨损。所设计定子结构包括半径为3 mm的环形Si基底，20个PZT分区、Pt电极和20根支撑梁；有限元仿真结果表明，该结构能够产生两相几乎对称且相位上相差四分之一波长的驻波，两驻波模态匹配度约100%，并验证了该结构下定子能够形成高质量标准行波，可为旋转调制技术提供稳定的驱动力矩。     

求解含缺陷一维周期结构动力响应的高效算法

基于周期结构的动力特性和群理论，建立了一种高效求解含缺陷一维周期结构动力响应的数值方法。在求解结构动力响应时，高效求解结构对应的线性代数方程组最为关键。采用凝聚技术，可减小结构对应线性代数方程组的规模。基于周期结构动力系统中线性代数方程组的特性，通过一个小规模含缺陷结构和一维周期结构的响应分析，可得到含缺陷一维周期结构的动力响应。同理，一维周期结构的动力响应可通过一系列小规模结构的响应分析得到，且小规模结构的动力响应可基于群理论高效求解。数值算例表明，本文算法有较高的求解效率。     

一类非自治滞后-自激系统的主共振与锁模现象

研究一类受外激励作用的滞后－自激系统（van der Pol系统）的振动。对于主共振情况，用平均法求出了稳态响应方程，揭示了响应与系统参数的关系。结果表明，外激励的影响占主导地位，滞后因素对非线性共振频率有影响，而自激因素使得周期解在偏离非线性共振频率后发生Hopf分岔，转变为概周期运动。通过用映射法求得旋转数，揭示了主共振前、后的概周期运动中存在的锁模现象，其阶数分布符合Farey树规律。研究表明，锁模振动因滞后非线性因素而产生。随着滞后参数值（代表滞后程度）增大，各阶共振特别是亚谐振动的存在能力增强，对系统结构会带来较大影响。     

旋转振动圆柱绕流周期解和Floquet稳定性

对低雷诺数旋转振动圆柱绕流问题运用低维Galerkin方法将N－S方程约化为一组非线性常微分方程组。运用打靶法数值求解了这组方程的周期解,并用Tloquet理论对周期解的稳定性进行了分析,确定了流动失稳的机制。     

失谐周期结构中振动局部化问题的研究进展

周期结构在工程中有很多应用实例, 其具有频率通带和禁带等特殊力学性质. 失谐可使周期结构的力学特性产生本质变化, 即失谐周期结构中存在振动局部化现象.局部化破坏了周期结构模态的规则性, 在外激励下会使结构某些部位的响应幅值过大, 产生能量积聚, 甚至导致结构发生疲劳破坏. 因此分析失谐周期结构中振动和能量的传播方式与规律具有重要的理论与实际意义, 可以为重要子结构的振动控制和减振设计提供理论依据. 针对一维直线型周期结构、循环周期结构以及二维周期结构等, 综述了其中的振动局部化问题的研究现状,主要集中于力学模型的建立、振动局部化问题的研究内容、分析方法和主要研究结果等, 并提出了值得进一步研究的问题.