0rr－Sommerfeld方程数值解法中的复广义矩阵特征值问题

Ｏｒｒ－Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ方程的求解通常可以化为一个复广义矩阵特征值问题ＡＸ＝ωＢＸ。本文用酉变换分别约化Ａ，Ｂ为上Ｈｅｓｓｅｎｂｅｒｇ阵和上三角阵，然后利用Ｍｕｌｌｅｒ求根方法可以求出其全部特征值，其中特征多项式的值由Ｈｙｍａｎ方法给出。当仅需要判断有无不稳定模态时，利用一个简单的矩阵变换将其化为强特征值的求解问题，从而可使用最简单的幂迭代，Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ配置点法算例表明两种算法均快速有效。     

一种结构振动系统移频方法

本文对修改结构局部刚度和质量参数，从而使其具有给在有频率的动力修改问题提出了一种求解方法。该方法将结构固有频率修改问题化为一个低阶实对称矩阵特征值问题求解。文中给出一个算例来说明方法的有效性。     

大型陀螺特征值问题的广义Arnoldi减缩算法

基于Ａｒｎｏｌｄｉ法，建立陀螺特征值问题的广义Ａｒｎｏｌｄｉ格式，并利用系统矩阵的反对称特性，得到极其简洁的甚至比对称矩阵Ｌａｎｃｚｏｓ法更为简单的递推格式，可称为陀螺Ａｒｎｏｌｄｉ减缩算法。     

变系数曲线支承矩形厚板自由振动的傅里叶分析

本文给出了变系数曲线支承的Ａｍｂａｒｓｕｍｉａｎ矩形厚板自由振动问题的级数解，将位移和剪力在板域内展成重傅里叶级数，将其导数在边界上展成单傅里叶级数，通过傅里叶变换将控制微分方程和边界条件转化成关于位移级数的系数的一组无穷线性代数方程，最终将板的自由振动问题转化为矩阵特征值问题。     

求解对称矩阵特征值及特征向量的初等变换法

 在力学中有一类量的求解可归结为矩阵特征值和特征向量的求解，而求解 矩阵的特征值将要求解高次方程的根，这在数学上将遇到难以克服的困难. 应用初等变 换方法，将对称矩阵的特征矩阵对角化. 利用这种方法，同时可求出该矩阵所有的特征值和 正交的特征向量，避免了求解高次方程根的困难与把各特征向量正交化的麻烦.     

结构模态分析的有限元并行模拟

以子结构模态综合分析为基础,提出一种求解大型结构特征值问题的并行解法．采用子结构模态综合算法,结构特征模态采用子空间迭代方式并行求解．这种子空间迭代法的子结构并行计算的实施是利用子结构的刚度阵和质量阵而不必完全组集系统刚度阵和质量阵求解综合系统的特征值问题．数值结果表明这种求解大型结构特征值问题的并行算法是可行有效的．     

有界参数结构特征值的上下界定理

与方法近似性的结构特征值包含定理不同,给出参数近似性的结构的特征值上下界定理．在结构刚度矩阵和质量矩阵可以利用结构参数进行非员分解的条件下,通过区间分析,将特征值的上下界分解成两个广义特征值问题进行求解．结果可以看成是胡海昌教授的特征值质量包含定理和刚度包含定理在结构参数近似性特征值问题中的一种推广和应用．     

Boussinesq方程的发展形式与Airy波理论差异性研究

应用势流理论，采用递推函数方法推导出一个新形式的Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程。通过对新方程的参数设置，可以讨论出Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程发展趋势和不同的发展形式。对浅水波动的描述方程，Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程的发展趋势为适用水深范围的拓展。拓展应用范围的大小则由其方程频散特征向Ａｉｒｙ波频散解逼近程度来决定。而Ｂｏｕｓｉｎｅｑ方程又不同于Ａｉｒｙ波，主要原因是Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程中含有线性频散项，Ａｉｒｙ波则只是长波首项近似，无线性频散项。其频散特征为精确的线性频散解。对实际水波传播而言，Ａｉｒｙ波理论的局限性是不言而喻的。     

求解特征值问题的广义最小二乘法

本文研究线性特征值问题Aφ-λBφ=0,其中A、B为线性对称运算子且B正定,提出了能够求得特征近似值,同时求得其上下限的广义最小二乘法,证明了特征值上下限定理,导出了特征值的第一上限、第一下限、第二上限、第二下限。本文方法可以求解微分方程的特征值及微分方程组的特征值、矩阵特征值等问题,后两类问题的两个算例结果精度很高。     

陀螺系统与反对称矩阵辛本征解的计算

用状态向量法,引出陀螺线性系统的广义本征问题,证明了本征向量之间的加权共轭辛正交关系,以及用本征向量对任意状态向量的展开定理。运用反对称矩阵胞块组成的LDL~T分解,将本征方程导向辛本征问题的标准型。这套方法适用于陀螺系统K阵不正定的情形。对于辛本征问题用SH变换将矩阵化为半边三对角线胞块阵或三对角线胞块阵,然后再求解其全部本征解。为陀螺系统的模态分析打下了基础。     

广义特征值问题的Collatz包含定理

工程中已发展了许多矩阵特征值问题的近似求解方法,由Duncley法给出固有频率基频的下界,Rayleigh-Ritz近似法建立的方程,给出基频的上界,以及通常的矩阵迭代法给出的矩阵的固有频率程序中是以某一元素迭代前后比值确定的,这样实际上很难说是上界或下界。Collatz包含定理仅适用于对称标准特征值问题,可以给出特征值上、下界。采用矩阵Cholesky三角分解的原理,把Collatz包含定理推广到适用于具有对称矩阵的一般结构系统的广义征值问题,对于分解刚度矩阵或质量矩阵可给出基频,或最高因有频率。为了验证理论的正确性,给出了算例。     

Eigenfunction expansion method of upper triangular operator matrix and application to two-dimensional elasticity problems based on stress formulation

This paper studies the eigenfunction expansion method to solve the two-dimensional(2D) elasticity problems based on the stress formulation.The fundamentalsystem of partial differential equations of the 2D problems is rewritten as an upper tri-angular differential system based on the known results,and then the associated uppertriangular operator matrix matrix is obtained.By further research,the two simpler com-plete orthogonal systems of eigenfunctions in some space are obtained,which belong tothe two block operators arising in the operator matrix.Then,a more simple and conve-nient general solution to the 2D problem is given by the eigenfunction expansion method.Furthermore,the boundary conditions for the 2D problem,which can be solved by thismethod,are indicated.Finally,the validity of the obtained results is verified by a specificexample.     

A new method for computing the upper and lower bounds on frequencies of structures with interval parameters

In this paper, we will investigate the method for computing the upper and lower bounds on frequencies of structures with bounded uncertain (or interval) parameters. The stiffness matrix and the mass matrix of structures, whose elements have the initial errors, are unknown except for the fact that they belong to given bounded matrix sets. The set of possible matrices can be described by the interval matrix. By means of the stationary condition of Rayleigh Qutient and the minimax theorem of eigenvalues, the generalized eigenvalue problem of structures with bounded uncertain parameters can be transformed into two different generalized eigenvalue problems. The numerical results indicate that the proposed method is effective.     

计算具有区间参数结构的固有频率的优化方法

基于区间函数的单向包含性质，把具有区间非确定参数结构的固有频率所在区间范围问题 转化成两个全局优化问题，并采用一种实数编码遗传算法求取问题的全局解. 用一种能够求 得剪切型结构和弹簧质量系统特征值范围精确解的单调分析方法进行检验. 在一 些文献中，直接采用区间数运算法则和有限元法得到结构区间刚度阵和区间质量阵，并把关 于该区间刚度阵和区间质量阵的广义区间特征值问题的特征值区间作为待求的非确定性结构 的特征值所在的区间范围，该方法易于扩大问题的解域. 算例表明，可望得到结构 固有频率区间范围的准确解.     

Exact bounds for the static response set of structures with uncertain-but-bounded parameters

The numerical estimation of the static displacement bounds of structures with uncertain-but-bounded parameters is considered in this paper. By representing each uncertain-but-bounded parameter as an interval number or vector, a static response analysis problem for the structure can be expressed in the form of a system of linear interval equations, in which the coefficient matrix and the right-hand side term are, respectively, the interval matrix and the interval vector. In this study, we present two new simple mathematical proofs of the vertex solution theorem using Cramer’s rule for solving linear interval equations, different from the other proof methods, to find the upper and lower bounds on the set of solutions. The first takes advantage of optimization theory, while the second is based on interval extension. By means of a typical example considered first by Hansen, it can be seen that the result calculated by the vertex solution theorem is the same as one predicted by the Oettli–Prager criterion. Examples of a three-stepped beam and a 10-bar truss are presented to illustrate the computational aspects of the vertex solution theorem in comparison with the interval perturbation method.     

AN INTERVAL FINITE ELEMENT METHOD BASED ON THE NEUMANN SERIES EXPANSION 1)

实际工程问题中通常存在大量的不确定参数, 区间有限元方法是一种结合有限元数值计算工具对结构进行不确定性分析的区间方法. 区间有限元的目的是获得在含有区间不确定性参数条件下的结构响应上下边界, 其关键问题在于区间平衡方程组的求解, 而这属于一类往往很难求解的NP-hard问题. 本文归纳了一类工程实际中常见的结构不确定性问题, 即可线性分解式区间有限元问题, 并针对此提出一种基于Neumann级数的区间有限元方法. 在区间有限元分析中, 当区间不确定参数表示为一组独立区间变量线性叠加时, 若结构的刚度矩阵也可表示为这些独立区间变量的线性叠加形式, 则称此类区间有限元问题为可线性分解式区间有限元问题. 对于此类问题, 采用Neumann级数对其刚度矩阵的逆矩阵进行表示, 可获得结构响应关于区间变量的显式表达式, 从而可高效求解结构响应的上下边界. 最后通过两个算例验证了本文所提方法的有效性.     

一种基于Neumann级数的区间有限元方法

实际工程问题中通常存在大量的不确定参数, 区间有限元方法是一种结合有限元数值计算工具对结构进行不确定性分析的区间方法. 区间有限元的目的是获得在含有区间不确定性参数条件下的结构响应上下边界, 其关键问题在于区间平衡方程组的求解, 而这属于一类往往很难求解的NP-hard问题. 本文归纳了一类工程实际中常见的结构不确定性问题, 即可线性分解式区间有限元问题, 并针对此提出一种基于Neumann级数的区间有限元方法. 在区间有限元分析中, 当区间不确定参数表示为一组独立区间变量线性叠加时, 若结构的刚度矩阵也可表示为这些独立区间变量的线性叠加形式, 则称此类区间有限元问题为可线性分解式区间有限元问题. 对于此类问题, 采用Neumann级数对其刚度矩阵的逆矩阵进行表示, 可获得结构响应关于区间变量的显式表达式, 从而可高效求解结构响应的上下边界. 最后通过两个算例验证了本文所提方法的有效性.      

Generalized LMI-based approach to global asymptotic stability of cellular neural networks with delay

A global asymptotic stability problem of cellular neural networks with delay is investigated.A new stability condition is presented based on the Lyapunov-Krasovskii method,which is dependent on the amount of delay.A result is given in the form ofa linear matrix inequdlity,and the admitted upper bound of the delay can be easily obtained.The time delay dependent and independent results can be obtained,which include flome previously published resultS.A numerical example is given to show the effectiveness of the main results.     

Generalized LMI-based approach to global asymptotic stability of cellular neural networks with delay

A global asymptotic stability problem of cellular neural networks with delay is investigated. A new stability condition is presented based on the Lyapunov-Krasovskii method, which is dependent on the amount of delay. A result is given in the form of a linear matrix inequality, and the admitted upper bound of the delay can be easily obtained. The time delay dependent and independent results can be obtained, which include some previously published results. A numerical example is given to show the effectiveness of the main results.     

一种求解含振子及弹性支承圆板振动的新方法

将富里叶－贝塞尔级数引入积分方程[1],推导出一种研究含振子及弹性支承圆板振动特性的新方法,根据积分方程和富里叶－贝塞尔级数理论,首先用第一类贝塞尔函数构造圆板的格林函数,然后由叠加原理将圆板的自由振动问题转化为积分方程的特征值问题;进面将积分方程形式的特征值问题转化为无穷阶矩阵的标准特征值问题,计算时根据精度的要求,截取无穷阶矩阵的标准特征值为有限阶矩阵的标准特征值问题,采用Q－R算法,计算实践表明,本方法不仅具有运算简捷,精度高,适用性强的特点,而且能从整体上对系统的动态性加以研究,从而为这类系统的优化设计提供有;力的 工具。