完全非弹性蹦球的动力学行为

对振动台面上的完全非弹性球的蹦跳行为进行了初步分析.受约化振动加速度的控制，球的运动可以表现出一系列倍周期分岔过程.对几种典型的倍周期运动及分岔情况进行了讨论. 关键词： 蹦球 倍周期分岔 混沌 颗粒物质     

完全非弹性蹦球倍周期运动的分形特征

一个落在振动台面上的完全非弹性球的运动是倍周期的.倍周期分岔过程受约化振动加速度的控制,倍周期分岔图由疏密相间的区域构成.在密集区内,倍周期分岔过程敏感地依赖于控制参数,呈现出复杂的几何结构.分析了密集区的分形特性,并计算了各密集区的分维数.结果表明密集区的分维数是依次增大的,逐渐趋于一个约为1.8的常数. 关键词： 蹦球 倍周期分岔 分形 颗粒物质     

摩擦力对非弹性蹦球倍周期运动的影响

分析了摩擦力对竖直振动台面上完全非弹性蹦球动力学行为的影响.当控制参数Γ由1逐渐增大时,作用在蹦球上的恒定摩擦力不会改变倍周期分岔的序列,但会使倍周期分岔点的数值变大.与无摩擦力时的情况相比,在飞行时间的分岔图中也存在倍周期分岔密集区,只是被横向拉伸纵向压缩,且具有不同的分形特性.与受振颗粒体系中的倍周期分岔过程做了比较,发现当摩擦力取值为颗粒总重量的20%—30%时两者符合很好.     

非弹性蹦球的动力学研究

对有空气阻尼的非弹性蹦球的动力学行为进行了数值模拟,通过改变控制参数V₀,蹦球的运动表现出倍周期分岔、混沌等非线性现象,采用0-1检测法和最大Lyapunov指数证实了这种现象.     

非线性切换系统的动力学行为分析

建立了周期切换下的非线性电路模型,基于子系统平衡点及其稳定性分析,分别给出了其相应的fold分岔和Hopf分岔条件,讨论了子系统在不同平衡态下由周期切换导致的各种复杂行为,指出切换系统的周期解随参数的变化存在着倍周期分岔和鞍结分岔两种失稳情形,并相应地导致不同的混沌振荡,进而结合系统轨迹及其相应的分岔分析,揭示了各种振荡模式的动力学机理. 关键词： 周期切换 倍周期分岔 鞍结分岔 混沌     

空气阻力对复摆振动周期的影响

采用2种空气阻力模型,推导出考虑空气阻力时复摆振动周期的表达式.将理论结果与实验测量相结合,分析比较2种情况下空气阻力对复摆周期的影响.     

切换电路系统的复杂行为及其机理

建立了不同类型Jerk电路之间存在开关的切换电路系统．基于平衡态分析,指出随参数的变化,两子系统分别存在着稳定的焦点以及由Hopf分岔导致其失稳而产生的周期振荡．考察了开关周期切换引起的各种复杂行为,分别给出了点／环和环／环切换周期振荡现象及其相应的产生机理．在不同的切换振荡过程中,切换点的数目随参数的变化会产生倍化序列,导致系统由倍周期分岔进入混沌,同时,由于参数的变化影响着子系统周期振荡的幅值,进而引起整个切换系统吸引子结构的变化．     

线性与周期扰动对BZ反应动力学行为的影响

实验测定BZ反应在其化学计量系数μ取定值1时,其动力学行为表现为单周期振荡态.理论研究了BZ反应加入线性与周期扰动后,系统动力学行为的变化.结果表明,加入线性扰动时,调节扰动参量可以拓宽系统的不稳定区域,在该区域内系统均呈现单周期振荡态;加入周期扰动时,调节扰动幅度可以使系统的演化模式由单周期振荡态转变为2np倍周期振荡态以及混沌态,系统由倍周期振荡进入混沌.这些理论研究结果也被数值模拟研究所证实.     

考虑空气阻力、浮力用落球法精确测定重力加速度的研究

在落球法测定重力加速度的实验中,作者研究了空气阻力、浮力对实验结果的影响,推导出了计算重力加速度的两个简单公式,用实验数据计算出的g值更接近于标准值.     

大气压氦气介质阻挡放电倍周期分岔及混沌现象的实验验证

采用具有平行电极结构的介质阻挡放电装置,在大气压氦气条件下进行了一系列放电实验,观察了放电波形并对其进行了频谱分析.结果表明,在一定条件下随外施电压幅值的增加,大气压氦气均匀介质阻挡放电会由周期一态放电经周期二态、周期四态放电进入混沌态放电.研究验证了大气压氦气介质阻挡放电经倍周期分岔路径通向混沌的现象,不仅仅出现在数值仿真中,在现实实验中也是确实存在的.     

Subharmonic bifurcations and chaotic dynamics of an air damping completely inelastic bouncing ball

We investigate the dynamics of a plastic ball on a vibrated platform in air by introducing air damping effect into the completely inelastic bouncing ball model. The air damping gives rise to larger saddle-node bifurcation points and a chaos confirmed by the largest Lyapunov exponent of a one-dimensional discrete mapping. The calculated bifurcation point distribution shows that the periodic motion of the ball is suppressed and a chaos emerges earlier for an increasing air damping. When the reset mechanism and the linear stability which cause periodic motion of the ball both collapse, the investigated system is fully chaotic.     

弹跳球运动的理论分析与数值研究

建立了弹跳球运动的二维映射关系式,利用非线性动力学的原理和方法,在不同的控制参数条件下,研究了系统二维映射式不动点的稳定性;数值模拟的结果显示,系统在不同的控制参数条件下具有不同的运动特征.