线性哈密顿系统的本征摄动法

利用哈密顿算子辛自共轭的特点讨论了保守哈密顿体系的摄动问题,给出了哈密顿矩阵的本征值与本征向量的二阶摄动分析方法。即当系统在哈密顿框架下进行较小修改时,不重复求解大型哈密顿矩阵的本征问题,只需在原系统的模态参数基础上进行模态分析即可,这种矩阵摄动法给出了修改后矩阵的二阶本征值和本征向量,为一般线性保守体系的本征摄动求解提出了一个新方法。     

固支矩形Mindlin板弯曲问题的辛求解体系

本文利用二类变量广义变分原理推出了Mindlin板弯曲问题的Hamilton体系，利用辛几何方法对全状态向量进行分离变量，得到相应的横向本征问题，在求出其本征值后，按本征函数展开法导出了原问题的辛本征通解。给出了一个承受集中载荷的四边固支矩形薄板的算例，按本文求解体系得到的解与经典解吻合较好。本文直接从Mindlin板弯曲问题出发，在其Hamilton体系内使用辛几何方法给出了的一套新的求解体系，突破了传统解法的局限性，具有一般性及较高的理论推广价值。     

陀螺效应对转子横向振动的影响分析

举例说明了在动力转子系统中陀螺效应对实际模型的影响。着重分析了转子陀螺效应对进动角速度、振型以及临界角速度的影响。并应用状态空间法求解陀螺系统的本征值问题。数值结果表明，在一些工程问题中，陀螺力对于转子系统振动特性的影响是不能忽略的。     

互等定理与共轭辛正交关系

本文指出,哈密尔顿矩阵的本征向量间的辛正交关系可以由结构力学的互等性定理导出。尤其当哈密尔顿矩阵出现多重本征根以及约当(Jordan)型时,本文指出了使约当型保持哈密尔顿矩阵结构形式不变的变换;并且证明了对于次本征向量的恰当选择可以使各个(次)本征向量之间仍保持共轭辛正交归一关系。     

识别时变结构模态参数的改进子空间方法

给出了基于整体数据子空间方法的改进算法,原方法对噪声的影响极为敏感,基于原方法的关键是计算一个与原系统的广义能观阵的特征值相同的矩阵的基本事实,将求矩阵的过程转化为最小二乘的问题,然后用广义能观阵替换输出矩阵,对数据进行滤波,从而有效地降低了算法对噪声敏感性,但同时增加了计算量。利用奇异向量矩阵的正交性,将最小二乘问题中求矩阵伪逆的过程简化为求该矩阵的转置,从而降低了计算量,改进后的算法能够在提高算法对噪声的敏感性的同时降低计算量。最后利用改进后的方法辨识出一个两自由度弹簧质量块模型在三种不同的刚度变化形式下的伪模态参数,并通过与使用原方法所得的结果比较,验证了以上结论。     

含裂纹纳米板振动问题的哈密顿体系方法

基于裂纹处范德华力效应，采用非局部弹性理论构造纳米板模型，并通过导入哈密顿体系建立含裂纹纳米板振动问题的对偶正则控制方程组。在全状态向量表示的哈密顿体系下，将含裂纹纳米板的固有频率和振型问题归结为广义辛本征值和本征解问题。利用哈密顿体系具有的辛共轭正交关系，得到问题解的级数解析表达式。结合边界条件，得到固有频率与辛本征值的代数方程关系式，进而直接给出固有频率的表达式。数值结果表明，非局部尺寸参数和裂纹长度对纳米板振动的各阶固有频率有直接的影响。对比表明，辛方法是准确且可靠的，可为工程应用提供依据。     

Stokes 流问题中的辛本征解方法

通过引入哈密顿体系，将二维Stokes流问题归结为哈密顿体系下的本 征值和本征解问题. 利用辛本征解空间的完备性，建立一套封闭的求解问题方法. 研究结果 表明零本征值本征解描述了基本的流动，而非零本征值本征解则显示着端部效应影响特点. 数值算例给出了辛本征值和本征解的一些规律和具体例子. 这些数值例子说明了端部非规则 流动的衰减规律. 为研究其它问题提供了一条路径.     

平面粘性流体扰动与哈密顿体系

通过变分原理,将哈密顿体系的理论引入到平面粘性流体扰动的问题中,导出一套哈密顿算子矩阵的本征函数向量展开求解问题的方法。基于直接法求解流体力学基本方程,导出流场一般特征关系,通过本征值的求解及本征向量的叠加,得到波扰动解,继可分析流场端部效应。从而在该领域用在哈密顿体系下辛几何空间中研究问题的方法代替了传统在拉格朗日体系欧几里德空间分析问题的方法。为流体力学的研究提供一条新途径。     

基于状态约束的MIMU/磁强计组合姿态估计滤波算法

构建了基于MEMS技术的陀螺、加速度计、磁强计及空速计组合的微小型飞行器姿态测量系统.研究了基于四元数的扩展卡尔曼滤波算法.取姿态误差四元数和陀螺随机漂移构建状态向量,通过误差四元数微分方程和陀螺随机误差模型建立卡尔曼滤波状态方程,采用速度信息实时补偿加速度计输出值得到重力矢量,利用重力矢量估计水平姿态,通过滤波补偿姿态误差,降低了对陀螺的精度要求.将状态向量之间的约束方程作为伪量测方程引入到量测模型中,解决了由于状态向量相互约束导致的滤波发散和奇异.动态飞行滤波噪声的自适应调整增强了系统性能.仿真和实验表明,该滤波算法能够有效避免系统的漂移,提高系统测量精度和稳定性.     

电磁波导的半解析辛分析

根据电磁波导的Hamilton体系，辛几何可用于任意各向异性材料，而且便于处理不同区段的界面条件，横向的电场和磁场构成了对偶向量．基于Hamilton变分原理用半解析法进行横向离散应当保持体系的辛结构．离散后可以运用应用力学的有效算法，求解其辛本征值问题．每段波导可以引入两端Riccati矩阵，用精细积分法求解其方程组．     

RESEARCH ON AN ORTHOGONAL RELATIONSHIP FOR ORTHOTROPIC ELASTICITY

IntroductionAsymplecticsystematicmethodology[1- 3]forelasticitywasestablishedbyZhongWan_xie .Hepresentedcreativelythedualvectorsandthesymplecticorthogonalrelationshipandopenedaworkplatformparalleledtothetraditionalelasticity[4 - 9].AnewdualvectorandanewdualdifferentialmatrixLwerepresentedforasymplecticsystematicmethodologyfortwo_dimensionalelasticityandaneworthogonalrelationshipwasdiscoveredforisotropicplaneproblems[4 ]byLuoJian_hui.Theneworthogonalrelationshipisgeneralizedfororthotropicelas…     

EIGENVALUE PROBLEM OF A LARGE SCALE INDEFINITE GYROSCOPIC DYNAMIC SYSTEM

Gyroscopic dynamic system can be introduced to Hamiltonian system.Based on an adjoint symplectic subspace iteration method of Hamiltonian gyroscopic system, an adjoint symplectic subspace iteration method of indefinite Hamiltonian function gy- roscopic system was proposed to solve the eigenvalue problem of indefinite Hamiltonian function gyroscopic system.The character that the eigenvalues of Hamiltonian gyroscopic system are only pure imaginary or zero was used.The eigenvalues that Hamiltonian function is negative can be separated so that the eigenvalue problem of positive definite Hamiltonian function system was presented,and an adjoint symplectic subspace iteration method of positive definite Hamiltonian function system was used to solve the separated eigenvalue problem.Therefore,the eigenvalue problem of indefinite Hamiltonian function gyroscopic system was solved,and two numerical examples were given to demonstrate that the eigensolutions converge exactly.     

求一般结构系统部分复模态的Ritz向量法及应用

构造了一种获取一般结构系统（刚度，阻尼矩阵可以是非对称的）Ｒｉｔｚ向量基的迭代方法，从而可以高维阻尼系统部分复模态解降价成为一个低维二次特征问题，将此降阶后的二次特征问题化成标准特征值后即可用ＱＲ方法求得系统的部分低阶持征解，作为应用，对一个实际转子－轴承系统的动力特性进行了计算分析。     

质量任意分布下的柔性转子过临界点时的瞬态响应

本文首先将Riccati传递矩阵法和正、逆回旋运动分解理论应用于有阻尼的分布质量转子的复特征问题计算，求出系统各阶正、逆回旋临界速度（也称临界点）及相应振型然后作者对广义阻尼模态理论作了引伸和发展，结合Bogoliubov-Mitropolskii渐近法，建立起一阶微分方程组，计算不平衡柔性转子分别在正、逆回旋下通过各阶临界点的非线性、非定常瞬态响应，还深入分析了转子相继通过两十分邻近的临界点时发生的耦合现象。     

Transient response of flexible rotor with arbitrarily distributed mass through critical speed

In this paper, the Riccati transfer matrix method and the component theory of forward and backward whirls are used to the eigenproblem of damped free whirling vibration of a flexible rotor with arbitrarily distributed mass on isotropic or anisotropic supports, with the gyroscopic effect taken into account to find out its critical speeds and corresponding vibrational shape functions. The generalized damped mode theory is developed and extended, which is employed in combination with the Bogoliubov-Mitropolskii asymptotic method to deduce two sets of first order differential equations to calculate the transient response of the rotor with limited power supply passing through its critical speeds in forward whirl and backward whirl respectively. The coupling phenomenon of the rotor through two neighboring critical speeds is also analyzed.     

薄板理论的正交关系及其变分原理

利用平面弹性与板弯曲的相似性理论，将弹性力学新正交关系中构造对偶向量的思路推广到 各向同性薄板弹性弯曲问题，由混合变量求解法直接得到对偶微分方程并推导了对应的变分 原理. 所导出的对偶微分矩阵具有主对角子矩阵为零矩阵的特点. 发现了两个独立的、对称 的正交关系，利用薄板弹性弯曲理论的积分形式证明了这种正交关系的成立. 在恰当选择对 偶向量后，弹性力学的新正交关系可以推广到各向同性薄板弹性弯曲理论.     

短波近似的保辛算法

WKBJ短波近似是最常用的有效求解方法之一。保守体系的微分方程可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛。保辛给出保守体系结构最重要的特性。但WKBJ短波近似却未曾考虑保辛的问题。WKBJ近似可用自变量坐标变换,然后再给出其保辛摄动。数值例题展示了本文变换保辛算法的有效性。     

Symplectic solution for three dimensional couple stress problem and its variational principle

A new state vector is presented for symplectic solution to three dimensional couple stress problem. Without relying on the analogy relationship, the dual PDEs of couple stress problem are derived by a new state vector. The duality solution methodology in a new form is thus extended to three dimensional couple stress. A new symplectic orthonormality relationship is proved. The symplectic solution to couple stress theory based a new state vector is more accordant with the custom of classical elasticity and is more convenient to process boundary conditions. A Hamilton mixed energy variational principle is derived by the integral method.     

变截面电磁波导的辛分析

电磁波导的求解可将基本方程导向Hamilton体系、辛几何的形式。横向的电场和磁场构成了对偶向量。辛体系便于处理不同介质波导的界面连接条件。正则对偶方程、分离变量法、Hamilton算子矩阵本征值问题、共轭辛正交归一关系、本征解的展开定理等整套理论,可以适用于多种波导的课题,有利于不同截面的波导连接、以及与共振腔的连接等。本文分析了两段不同材料不同截面对接的平面波导作为例题,表明辛体系用于波导的分析是有力的。     

Energy and variational principles for generalized (gyroscopic) conservative problems

The study of the local stability of the equilibrium of an elastic body subjected to conservative and gyroscopic forces, which was initiated in [6] is extended. Two variational principles are established in actual and equivalent energy terms respectively. These principles, together with the stability criterion formulated in [6], form a generalized version of (and reduce to) the classical energy principles governing the stability of conservative non-gyroscopic systems, and are applied to the example of a loaded (or unloaded) elastic shaft under constant rotation. In addition, a necessary and sufficient condition for the applied forces to be gyroscopic or conservative is obtained explicitly as a function of the change in force components due to a small disturbance superimposed on the equilibrium state.