国际非线性动力学分析会议简介

为纪念Lyapunov诞辰150周年,国际非线性动力学分析会议的一个介绍.      

活力板运动的动力学分析

作为一种特殊的滑板运动,活力板依靠乘员自身的摆动和扭动前进. 本文分析活力板运动的动力学原理. 当乘员的动作引起前后板的周期性摇摆时,地面对轮缘的摩擦力可产生向前的推动效应. 导出推力平均值的计算公式, 并解释蛇形轨迹的产生原因.     

鞍马全旋运动的动力学

本文从经典力学观点讨论人体在鞍马上的全旋运动,理想化的全旋运动要求人体以不变的章动角作匀速进动,同时绕纵轴朝相反方向自旋,以保证在运动过程中始终面向前方。文中规定一种带特殊完整约束条件的刚体规则进动作为这种运动的理想模式,并利用人体的多刚体模型分析鞍马上的直体全旋及托马斯全旋的运动规律,导出肩关节支撑力及肌肉控制力矩的计算公式。     

微机械框架陀螺仪的动力学分析

本文根据欧拉动力学方程导出微机械框架陀螺仪的动力学方程，给出陀螺仪的运动规律，并探讨惯性质量对测量灵敏度的影响。     

流体力学视角下竞技游泳动力学研究进展

竞技游泳的动力学研究对游泳动作技术优化和运动表现提升具有重要意义,但一直以来受制于流体运动量化技术发展的限制。本研究旨在对流体力学视角下的竞技游泳动力学相关进展及发展历程进行系统梳理,深入探讨流体力学研究方法和技术进步对游泳动力学量化研究的贡献。该综述通过检索Web of Science、PubMed、Scopus、Google Scholar、中国知网(CNKI)等数据库,根据所检文献标题筛选相关文献,并对文献的出版信息、研究目的、方法、结果和结论进行提取、归纳、分析和总结。长久以来,游泳的流体力学分析受到流体运动量化技术和研究手段的制约,目前依然存在大量难以测量和预测的物理量。近年来,随着流体力学研究技术和设备的更新与发展,游泳推进的动力学机制已有多种假说被提出,包括升力和阻力机制假说、涡旋能量机制假说和轴向流(射流)机制假说。同时,泳者在游泳时所受到的各种作用力及作用力之间的相互作用也得到了更精确的量化。目前而言,游泳流体力学研究进展和人体运动生物力学研究前沿相比,仍有较大差距,两者结合深度依然不足。未来研究应聚焦流场可视化技术应用下的游泳流体力学量化分析,将流体力学研究前沿与人...     

独轮车运动的动力学解释

本文讨论独轮车运动的动力学.以独轮车和驾车人组成的系统为对象,建立三刚体系统力学模型和相应的动力学方程.驾车人利用协调的弯腰和足蹬动作保证独轮车运动的稳定性.导出稳定性必要条件.     

地圈动力学的THMCB多元关联过程及其分析

地圈中广泛发育的动力学过程属于多元关联过程,它们是在岩土圈与水圈、大气圈、生物圈相互作用中进行的。它们的活动可以概括为热力学、流体力学、固体力学、化学和生物学等基本物质运动的作用及系统的演化。由于它们之间有着互动影响和制约,以及由此引发的能量的转换和参数的变异,因而密切相关。本文建议确立THMCB多元关联过程的概念,开展多元关联过程的研究和分析,以期对地圈动力学过程进行系统有效的综合评价和预测。     

基于阈值控制策略的Filippov Chay神经元动力学及其耦合同步

细胞内外带电离子的连续泵送和传递产生的电磁感应效应对神经元的电活动及模态转换会产生一定的影响, 促使其展现出更加丰富的放电特性. 文章基于电磁感应影响下的Chay神经元模型, 引入了一种以膜电压为阈值的不连续控制策略, 建立了相应的Filippov Chay神经元模型, 探究了在阈值控制策略影响下的神经元放电节律转迁及相应的边界运动. 首先, 对系统的边界动力学及滑膜动力学进行了理论分析. 其次, 利用单双参数分岔图探究了系统多样的放电模式. 再次, 结合Matcont仿真及稳定性理论详细分析了系统的平衡点及其稳定性, 并且利用快慢动力学分析法进一步研究了在阈值影响下所产生的滑膜动力学及各种边界运动的切换. 最后, 通过电突触耦合, 对不同阈值条件下耦合神经元的同步问题进行了讨论. 数值仿真结果表明, 在阈值的调控下Filippov Chay系统会产生滑膜放电活动及相应的穿越运动和擦边运动, 同时其放电周期数也会随着阈值呈现出不同的变化规律, 且对于不同阈值下的电耦合情况而言, 在系统实现完全同步后都会稳定在周期数较低的放电态. 以上所得结果有助于更好地理解神经元滑膜的相关控制, 对进一步探究生物神经系统中复杂放电活动和信息处理的动力学行为提供了一定的帮助.     

井筒内旋转管柱动力学分析

井筒内细长管柱是石油工程中特有结构，考虑旋转管柱可能在任意井深和井眼圆周方向上与井筒产生随机碰撞接触，建立了旋转管柱动力学模型，并采用动力间隙元和空间梁单元、Newmark法进行动力学分析．经B3-4-P31等井的应用表明，该方法所设计的抽油杆柱能够在井下安全可靠工作，避免了抽油杆柱发生脱断、偏磨事故．     

飞机网式拦阻系统动力学分析

介绍了飞机拦阻网系统的工作原理,并通过对系统各构件的受力特点分析,建立了飞机在拦阻过程中的动力学模型,从理论上得出了在拦阻网工作过程中飞机速度随位移衰减的关系式,同时可估算飞机滑行距离和网绳拉力.     

垂直旋转流场中单颗粒运动状态判别及受力分析

为研究单颗粒在旋转流场中的运动状态及受力情况,以毫米级球形颗粒为例,利用旋转流场颗粒运动装置,通过使用摄像机记录颗粒在流场中的运动轨迹以获取其运动参数,分析了不同转速和颗粒直径条件下颗粒的运动轨迹,拟合得到了颗粒运动状态判别公式以及颗粒运动轨迹公式,分析了颗粒在旋转流场中的受力情况。结果表明,颗粒在旋转流场平衡状态下运动状态主要分为两类,一类是未离开壁面保持静止,另一类是离开壁面保持稳定周向运动;颗粒进行周向运动的轨迹为椭圆形,并且圆心随着转速的增大靠近旋转中心,而随着粒径的增大靠近壁面;颗粒在旋转流场的运动过程中主要受到离心力和旋转科式力作用。     

确定眼动平动的一种新方法

本文提出了一种全自动确定眼动平动的新方法,首先用形心法确定瞳孔的初始位置,再用亚像素边界算子提取瞳孔边界,并用带自动优化功能的椭圆拟舍最终确定瞳孔的精确位置,该方法能较好地消除眼见遮挡和照明带来的边界位置变化。     

结构动力分析中的动态有限条法

将动态有限元的概念应用于有限条，提出了适合结构动力分析的动态有限条件，并用算例验证其理论及方法的正确性。作者认为，与动态有限元相比该文方法更适合微机分析高层结构的动力特性。     

拱坝-地基动力体系的简化计算模型及其在地震作用下的动力反应分析

通过对拱坝地基的半无限空间动力体系的分析,提出了拱坝－地基动力相互作用问题的简化求解途径,并结合小湾拱坝进行了实际分析。结果表明,这种直接应用于时域求解的简化模型,既反映了影响相互作用的主要因素,又使计算工作量大大减少,结果可靠合理,便于工程上的推广应用,同时为进一步进行非线性体系在时域中的简化计算打下了基础。     

燃爆压裂中压挡液柱运动规律的动力学模型

针对燃爆压裂过程中压挡液柱受冲击运动机理的复杂性,假设火药燃气与压挡液柱存在完全气液接触界面,采用拉格朗日的微元分析方法,建立了由连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程组成的压挡液柱运动规律动力学模型,并给出了该模型与火药燃爆模型的耦合数值解法。经程序编制和实例计算表明,在综合考虑火药燃气对液柱的宏观推动作用、冲击压缩作用、液柱自身的动能分布及管壁对其摩擦阻力的影响后,火药燃烧过程中气液界面上升高度有限(实例计算不足0.1m),可起到很好的持压作用;但全过程中最高液柱位移较大(18.9m),水力振荡增效作用明显。研究成果对提高燃爆压裂的数值模拟精度具有一定促进作用。     

爆炸加载时光弹性材料动态性能参数的测定

文章从工程应用的角度出发介绍了测定爆炸加载时光弹性材料动态性能参数的方法。给出了环氧树脂、聚碳酸脂的动态测定结果,还给出了环氧树脂的(i～K)关系及静态抗拉、抗压强度。     

弦支穹顶结构动力分析

基于局部分析法并且在以预应力作为自平衡的初始内力情况下对弦支穹顶结构的动力特性进行了初步分析。局部分析法采用将索杆体系和上部单层网壳分开的思想,使弦支穹顶结构的初始预应力分布的确定得到简化。随着上部网壳结构的整体刚度的降低,预应力对体系的自振特性的影响逐渐增大。该体系的低阶振型大多为竖向振动振型。由时程分析的结果可见竖向常遇地震作用下索杆内力上下变化的幅度并不大（不超过7％）。竖向常遇地震作用下结构响应由内环、中环到外环逐渐减弱。常遇水平地震作用下体系索杆内力上下变化的幅度更小。相比竖向常遇地震作用下的索杆内力的变化要小的多。同时,常遇水平或竖向地震作用下线性和非线性时程分析差别不大。     

压缩机排气舌簧阀的计算模型及其动态分析

本文对具有面接触式升程限制器(即背板)的排气舌簧阀提出一个计算模型和相应的分析方法;据此可确定阀片的振型、固有频率、瞬时位移、瞬时速度和加速度、动态应力等.计算结果与实验结果符合良好.本文方法也可用于分析某些增压器、真空泵等设备中的阀片.     

求解转子—轴承系统动力特性的实模态与复模态结合算法

本文基于固定界面法推导了一种适于转子——轴承系统动力分析的实模态与复模态结合算法,并进行了理论分析与计算、结果表明,本文所推导的模态综合法在计算过程中保留了陀螺力矩的信息,同时计及了基础及滑动轴承油膜刚度、阻尼的影响,精度高,耗时少,具有工程实用价值。