Sine-Gordon方程的截断系统的同宿轨道

研究Ｓｉｎｅ Ｇｏｒｄｏｎ方程的广义渐近惯性流形上的常微分方程组，证实了在一定参数条件下存在Ｗｉｇｇｉｎｓ［１］意义下的同宿轨道．计算表明，与Ｂｉｓｈｏｐ［２］用数值计算得到的Ｓｉｎｅ Ｇｏｒｄｏｎ方程产生混沌的参数值尚有差别，考虑到同宿出现参数值往往低于混沌出现参数值，故结果在定性上正确，而且改进了文［１］中的结果．     

MULTI-PULSE ORBITS AND CHAOTIC DYNAMICS OF A COMPOSITE LAMINATED RECTANGULAR PLATE

This paper presents an analysis on the nonlinear dynamics and multi-pulse chaotic motions of a simply-supported symmetric cross-ply composite laminated rectangular thin plate with the parametric and forcing excitations. Firstly, based on the Reddy’s third-order shear deformation plate theory and the model of the von Karman type geometric nonlinearity, the nonlinear governing partial difirential equations of motion for the composite laminated rectangular thin plate are derived by using the Hamilton’s principle. Then, using the second-order Galerkin discretization, the partial differential governing equations of motion are transformed to nonlinear ordinary differential equations. The case of the primary parametric resonance and 1:1 internal resonance is considered. Four-dimensional averaged equation is obtained by using the method of multiple scales. From the averaged equation obtained here, the theory of normal form is used to give the explicit expressions of normal form. Based on normal form, the energy phase method is utilized to analyze the global bifurcations and multi-pulse chaotic dynamics of the composite laminated rectangular thin plate. The theoretic results obtained above illustrate the existence of the chaos for the Smale horseshoe sense in a parametrical and forcing excited composite laminated thin plate. The chaotic motions of the composite laminated rectangular thin plate are also found by using numerical simulation, which also indicate that there exist different shapes of the multi-pulse chaotic motions for the composite laminated rectangular thin plate.     

框架陀螺仪运动的混沌性态

讨论理想状态下框架支承陀螺仪的运动,列出以框架转角及对应的广义动量为变量的正则方程．应用Melnikov方法和Poincaré截面的数值方法证实,转子对匀速旋转的微小偏离可导致混饨运动出现．数值计算还证实,基座的匀速转动亦可引起陀螺仪的混饨运动．从而表明,实验观测到的陀螺仪随机漂移现象也可来源于内禀随机性,而不仅是外在随机因素的作用结果．     

万有引力场中陀螺体的混沌运动

研究万有引力场中沿圆轨道运行的非对称陀螺体的姿态运动,引入Ｄｅｐｒｉｔ正则变量建立系统的Ｈａｍｉｌｔｏｎ结构,利用Ｍｅｌｎｉｋｏｖ方法证明在万有引力短作用的昆体产生混沌运动的可能性。对Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面的数值计算表明提高陀螺体的转子转速可对混沌起抑制作用。     

初始呼吸子对Sine-Gordon系统动力行为的影响

研究了简谐外力扰动下,计入Peierls-Nabarro力和固体粘性效应,在Neumann边界条件下杆的运动,这个运动可以用Sine-Gordon型方程来模拟.通过有限差分将无穷维的Sine-Gordon型系统近似为有限维系统.当外力的幅值和初始条件中呼吸子的相位发生变化时,系统的解呈现出丰富的空间结构和时间行为,对于一定的外力幅值和相位,系统具有混沌解.发现初始呼吸子的相位也是影响系统运动状态的重要因素.     

明渠中悬移质的弥散-对流方程及悬浮机理

悬移质泥沙通常构成冲积河流总输沙量的主体, 研究悬移质的悬浮机理具有重要的意义. 以双流体模型为基础, 通过引入弥散速度的概念, 建立了悬移质泥沙的输沙方程以及泥沙扩散系数的本构关系. 应用该方程分析了二维明渠均匀流中悬移质泥沙浓度垂向分布规律, 并与Einstein 和Chien 的泥沙浓度实验资料及经典扩散理论进行了对比. 以此为基础, 分析了紊动扩散、颗粒自身的紊动、颗粒碰撞应力对泥沙悬浮的影响在垂向上的变化, 以及浓度、粒径等对这些因素的影响. 结果表明, 泥沙颗粒在明渠紊流中的扩散是浑水的紊动扩散、颗粒自身的紊动、颗粒碰撞应力3 部分不同机制共同作用的结果, 把泥沙颗粒的悬浮简单归因于水流的紊动是不全面的.     

井孔约束下水平井段钻柱的浑沌运动

考虑了钻柱即时构形中轴向力对钻柱弯曲的影响,计及由于弯曲变形而产生的轴向附加力,得到了水平井段钻柱在周期性波动钻压激励下的非线性参数激励振动系统,导出了根据钻柱的物理和几何性质以及井孔尺寸计算系统参数的公式.先通过Galerkin法对控制方程在空间域内加权消残,然后在时间域内用Melnikov-Holmes方法得到了钻柱可能发生浑沌振动的参数激励的阈值.文中结果可能对钻井轨迹的控制具有一定的指导意义.     

周期激励下广义蔡氏电路混沌运动中的概周期行为

由于广义蔡氏电路存在2个对称的稳定平衡点,周期激励可能导致系统出现相应于不同初值的2种共存的分岔模式. 概周期解由环面破裂进入混沌,混沌吸引子从相位不同步逐渐演化为同步,并进一步随着参数的变化,产生分裂现象. 分裂后的2个相互对称的混沌吸引子仍存在相位同步效应,这2个混沌吸引子再次相互作用后形成扩大了的混沌吸引子,并交替围绕2个子混沌结构来回振荡. 同时,在混沌过程中,其轨迹在相当长的一段时间内严格按照概周期行为振荡,即混沌结构中存在局部概周期行为,这种局部概周期行为随参数的变化会逐步减弱,直至消失.      

混沌系统延迟反馈控制的理论与实验研究

综述了近年来控制混沌的延迟反馈控制技术------DFC控制的相关进展,总结了延迟反馈控制在不动点和不稳定周期轨道镇定方面的局限性和可控性研究的理论成果,介绍了延迟反馈控制在电子线路和磁弹性梁混沌控制方面的实验,并对延迟反馈控制技术未来的研究方向和发展前景进行了预测和展望。      

类Pade逼近方法在二维非线性振动系统的应用

提出一种求解强非线性系统同异宿轨道解析解的改进类Pad\'{e}逼近方法, 该方法在分析带有扰动参数的系统时无需预先限定参数的取值范围. 首先研究了具有三次非线性项的系统,分析其产生同宿或异宿轨道时参数的取值范围, 分别提出直接体现参数的同宿及异宿解的设解通式, 据此获得了一类强非线性下的自治系统方程的同宿及异宿解. 其次, 对于非自治系统, 研究了具有三次非线性项系统的强迫振动, 直接考虑扰动参数对整个系统的影响, 得到了满足同(异)宿边界条件的周期解. 最后, 构造了两种不同形式的异宿解, 从而减少了保守系统异宿解的计算量. 借助数值模拟验证了该方法的有效性及精确性.