求强非线性系统次谐共振解的MLP方法

定义了一个新的参数变换α=α(ε,nω₀/m,ω₁),扩展了改进的LP方法的应用范围,使该方法能够求强非线性系统的次谐共振解.研究了Duffing方程的1/3亚谐和3次超谐共振解以及Vander Pol-Mathieu方程1/2亚谐共振解,这些例子说明近似解和数值解相当吻合.     

非线性转子-密封系统1∶2亚谐共振分岔研究

研究了转子-密封系统在气流激振力作用下的低频振动——1∶2亚谐共振现象．利用流体计算动力学（CFD）方法对转子-密封系统进行了流场模拟计算,辨识出适用于气流流场的Muszynska模型参数,并建立了转子-密封系统动力学方程．采用多尺度方法将系统进行3次截断,并得到系统响应．采用奇异性理论研究了系统的1∶2亚谐共振,进一步得到系统亚谐共振的分岔方程和转迁集,根据转迁集给出了在不同奇异性参数空间内的分岔图．同时,由分岔方程得到了亚谐共振非零解存在的条件．其分析结果对抑制转子-密封系统的亚谐振动有重要的工程意义．     

杜芬方程的1/3纯亚谐解及过渡过程的分形特征研究

通过谐波平衡法和数值积分法研究了杜芬方程的1／3纯亚谐解．提出假设解，找出了亚谐频域，并对参数变化的过渡过程的敏感性和初始值扰动的过渡过程进行了研究．考察了亚谐响应幅值系数对阻尼的敏感性及亚谐振动谐波成分的渐近稳态性．此外，运用广义分形理论对杜芬方程纯亚谐解过渡过程进行了分析．分析表明，广义维数的敏感维数能清楚地描述杜芬方程纯亚谐解过渡过程特征；并对改变初始扰动、阻尼系数、激励幅值情况下，其两个不同频域的杜芬方程纯亚谐解过渡过程的不同分形特性显现出敏感性．     

夹层椭圆形板的1/3亚谐解

研究了夹层椭圆形板的非线性强迫振动问题。在以5个位移分量表示的夹层椭圆板的运动方程的基础上,导出了相应的非线性动力方程。提出一类强非线性动力系统的叠加-叠代谐波平衡法。将描述动力系统的二阶常微分方程,化为基本解为未知函数的基本微分方程和派生解为未知函数的增量微分方程。通过叠加-叠代谐波平衡法得出了椭圆板的1/3亚谐解。同时,对叠加-叠代谐波平衡法和数值积分法的精度进行了比较。并且讨论了1/3亚谐解的渐近稳定性。     

Z2等变奇点理论及参激系统的1/2亚谐分叉

从周期参数激励系统——Mathieu-Duffing方程的时间对称性出发,讨论了它的1/2亚谐分叉,利用Liapunov-Schmidt约化导出了Z₂等变的代数分叉方程,并建立与此对应的分析方法:Z₂等变的奇点理论,得到了1/2亚谐分叉的全体分叉图,数值计算验证了这些结果.     

非线性参数振动系统的共振分叉解

本文研究了非线性参数激励振动系统在主共振、亚谐共振、超谐共振和分数共振等各种情况下的分叉解,给出了在非退化条件下分叉图的各种可能的拓扑结构,证明了在δ大于ε的条件下也可能存在分叉解,图1第1区域对应零解的事实,可作为非线性系统振动控制的理论基础.     

无小参数系统的混沌与亚谐共振

Melnikov方法是判别混沌和亚谐共振的一种重要方法．传统的Melnikov方法依赖于小参数,在大多数实际物理系统中,小参数是不存在的．因此,传统的Melnikov方法不能应用于强非线性系统．为了摆脱小参数对Melnikov方法的限制,采用同伦分析将Melnikov方法拓展到强非线性系统,且采用该方法研究了一个强非线性系统的亚谐共振与混沌,解析结果和数值结果相互吻合,说明了该方法的有效性．     

平面Hamilton系统在小扰动下次谐与超次谐解的讨论

本文提出了处理平面Hamilton系统在小扰动下次谐和超次谐解的方法.利用这个方法对一类系统进行了 处理,发现理论与数值 结果较好地吻合.     

二端面转轴相对转动非线性动力学系统的主共振与次共振解

本文研究在简谐激励力作用下二端面弹性转轴相对转动的主共振、超谐波共振和亚谐波共振.用平均法研究了系统的主共振,得到了系统的渐进稳态周期解,采用多尺度法求得了系统的3次超谐波共振解和1/3次亚谐波共振解.     

杜芬方程的1／3纯亚谐解及其过渡过程

通过谐波平衡法和数值积分法研究了杜芬方程的1／3纯亚谐解,对参数变化的过渡过程的敏感性和扰动初始值的过滤进行了研究,同时,还对谐波平衡法和数值积分法的精度进行了比较,也考虑了亚谐波成分的渐近稳定性。     

一类非线性系统的周期扰动Hopf分支

研究了小周期扰动对一类存在Hopf分支的非线性系统的影响.特别是应用平均法讨论了扰动频率与Hopf分支固有频率在共振及二阶次调和共振的情形周期解分支的存在性.表明了在某些参数区域内,系统存在调和解分支和次调和解分支,并进一步讨论了二阶次调和分支周期解的稳定性.     

《非线性Mathieu方程亚谐共振分叉理论》的一些推广

在文[1]中,作者讨论了非线性Mathieu方程的亚谐共振分叉理论,得到的主要结果是,在参数α-β平面上,具有六种不同拓扑结构的分叉图.本文摧广了这一结果,指出:如果选取不同的芽来计算同样的分叉问题,则可以有十四种不同拓扑结构的分叉图.     

Third order resonances in closed tubes

Summary The third order resonance effects in a closed tube are investigated. Third order subharmonic resonance solutions are found when the frequency of the driving piston motion lies near a third of a resonant frequency. To obtain a survey over this kind of solutions, some signals are calculated. The second order corrections of Chester's resonance solutions are given. These are of the order 0(M); the shock strength of the third order subharmonic solutions is of the order 0(M ^3/2).

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Zusammenfassung Die Resonanzeffekte dritter Ordnung in einem geschlossenen Rohr werden untersucht. Es werden subharmonische Lösungen dritter Ordnung gefunden, wenn die Frequenz der antreibenden Kolbenbewegung in einer kleinen Umgebung eines Drittels einer Resonanzfrequenz liegt. Um einen Ueberblick über Lösungen dieser Art zu gewinnen, sind einige Signale berechnet worden. Die Korrekturen zweiter Ordnung von Chesters Resonanzlösung werden angegeben. Diese haben die Grössenordnung 0(M); die Stösse der subharmonischen Lösungen dritter Ordnung sind von der Grössenordnung 0(M ^3/2).

     

Coupled spring equations

Coupled spring equations for modelling the motion of two springs with weights attached, hung in series from the ceiling are described. For the linear model using Hooke's Law, the motion of each weight is described by a fourth-order linear differential equation. A nonlinear model is also described and damping and external forcing are considered. The model has many features that permit the meaningful introduction of many concepts including: accuracy of numerical algorithms, dependence on parameters and initial conditions, phase and synchronization, periodicity, beats, linear and nonlinear resonance, limit cycles, harmonic and subharmonic solutions. These solutions produce a wide variety of interesting motions and the model is suitable for study as a computer laboratory project in a beginning course on differential equations or as an individual or a small-group undergraduate research project.     

Multi-pulse chaotic motions of a rotor-active magnetic bearing system with time-varying stiffness

In this paper, we investigate the Shilnikov type multi-pulse chaotic dynamics for a rotor-active magnetic bearings (AMB) system with 8-pole legs and the time-varying stiffness. The stiffness in the AMB is considered as the time-varying in a periodic form. The dimensionless equation of motion for the rotor-AMB system with the time-varying stiffness in the horizontal and vertical directions is a two-degree-of-freedom nonlinear system with quadratic and cubic nonlinearities and parametric excitation. The asymptotic perturbation method is used to obtain the averaged equations in the case of primary parametric resonance and 1/2 subharmonic resonance. It is found from the numerical results that there are the phenomena of the Shilnikov type multi-pulse chaotic motions for the rotor-AMB system. A new jumping phenomenon is discovered in the rotor-AMB system with the time-varying stiffness.     

On subharmonic solutions of systems of difference equations with periodic perturbations Part II: Multiplicity and stability

We consider the multiplicity and stability of subharmonic solutions of discrete dynamic systems with periodic perturbations, whose existence was established in the first part of this series. Under the hypotheses that the perturbation is locally Lipschitz continuous, we determine the precise number of subharmonic solutions, and we also show that these subharmonic solutions are stable (unstable) provide the periodic orbit of the unperturbed system is stable (unstable).     

三维系统中一族闭轨在周期扰动下的分支

讨论一类三维系统在周期扰动下的分支问题.假设此三维系统有一族闭轨,利用 Poincar\'e映射及积分流形定理,得到了在周期扰动下由这族闭轨产生次调和解和不变环面的条件,并讨论了次调和解的鞍结点分支.