Cosserat生长弹性杆动力学的Gauss最小拘束原理

以自然界中具有生长、变形和运动特征的细长体为背景,用经典力学中的Gauss最小拘束原理研究生长弹性杆的动力学建模问题.在为生长弹性杆动力学建模提供新方法的同时,扩大了Gauss原理的应用范围.以Cosserat弹性杆为对象,分析弹性杆生长和变形的几何规则,表明生长应变和弹性应变是非线性耦合的;本构方程给出了截面的内力与弹性变形的线性关系;利用逆并矢,将经典力学中的Gauss原理和Gauss最小拘束原理用于生长弹性杆动力学,得到等价的两种表现形式,反映了时间和弧坐标在表述上的对称性,由此导出了封闭的动力学微分方程.给出了两种形式的最小拘束函数,表明生长弹性杆的实际运动使拘束函数取驻值,且为最小值.最后讨论了生长弹性杆的约束与条件极值等问题.     

噪声激励下水平扫视眼动系统的随机分岔

研究了眼动系统在神经噪声作用下的随机分岔现象.首先,基于水平眼动系统模型,用加性的Gauss(高斯)白噪声模拟神经系统中的噪声,建立眼动系统的随机动力学模型.其次,利用数值算法得到眼球运动位移的Poincaré分岔图和系统在不同参数下的位移和速度的稳态联合概率密度以及位移的稳态概率密度.研究发现:噪声强度和抑制性神经元的作用强度都能诱导产生随机P分岔现象,使得位移的稳态概率密度出现峰的个数从1到3的转换,间歇性眼球震颤产生.此外,还发现当抑制性神经元的作用强度增大到一定值时,稳态概率密度始终呈现单峰结构.该结论对此类疾病的治疗有一定的指导作用.     

多频激励Duffing系统的分岔和混沌

本文通过引入非线性频率，利用Ｆｌｏｑｕｅｔ理论及解通过转迁集时的特性，研究了不可通约两周期激励作用下的Ｄｕｆｉｎｇ方程在一次近似下的各种分岔模式及其转迁集，并指出其通向混沌可能的途径·     

随机参数作用下参激双势阱Duffing系统的随机动力学行为分析

基于正交多项式逼近理论,研究了在不同随机参数作用下参激双势阱Duffing系统的随机动力学行为.首先,借助Poincaré(庞加莱)截面分析系统的复杂动力学行为;其次,分别针对系统非线性项系数和阻尼项系数为随机参数的情况,运用正交多项式逼近法,将随机参数Duffing系统转化为与之等价的确定性扩阶系统,并证明其有效性;最后,运用等价确定性扩阶系统的集合平均响应,揭示随机系统的动力学特性,以及随机变量强度变化对系统产生的影响.数值结果表明,对于多吸引子共存情形,参激双势阱Duffing系统在随机非线性项系数影响下,其动力学行为较为稳定,共存吸引子与确定性情形保持一致;而当阻尼系数为随机参数时,随着随机变量强度的增加,部分共存吸引子将发生分岔现象.     

时变参数系统的非完全分岔及其在Duffing方程中的应用

提出新的方法从本质上研究时变参数系统的非完全分岔问题。通过建立时变参数系统的解的线性近似定理去分析时变分岔方程运动的分岔转迁滞后和跃迁现象。利用Ｖ函数预测分岔转迁值,将新方法应用于Ｄｕｆｆｉｎｇ方程,获得一些新的分岔结果和关于解对初值和参数的敏感性结论。     

Duffing方程的静态与动态分岔特性研究

对于Duffing方程的静态和全局动态分岔,通过研究平均方程的全局行为得到了出现各种分岔的条件,揭示了Duffing方程周期解的变化过程及其具有的非线性动力学性质。     

Gauss色噪声激励下含黏弹力摩擦系统的随机响应分析

研究了Gauss色噪声激励下含黏弹力、弱非线性阻尼的摩擦振子的随机响应.将适用于光滑系统的随机平均法推广到了非光滑摩擦系统,进而得到系统振幅、位移及速度的稳态概率密度函数.同时结合材料的黏弹性,研究了摩擦力和Gauss色噪声对系统响应的影响.研究表明,摩擦力、黏弹力及噪声项的相关参数均可引起随机P-分岔,并且在一定范围内系统响应对摩擦力极为敏感.此外,理论结果与Monte Carlo 模拟结果吻合较好,验证了方法的有效性.     

带加性白噪声的随机广义Boussinesq方程解的爆破性

本文研究一维空间中带加性白噪声的随机广义Boussinesq方程.首先运用截断方法,建立该方程Canchy问题解的局部适定性,然后运用It(o)公式导出了该系统的能量方程,最后证明了该系统解的爆破性.     

能源价格系统在随机干扰作用下的分岔研究

采用Khasminskii极限定理,随机平均法和FPK方程,研究了能源价格系统在随机干扰作用下的Hopf分岔特性,得到了分岔参数,并讨论了分岔参数对系统性态的影响.进而得出能源经济系统的相关结论.     

随机能源Logistic反馈控制系统的分岔研究

建立了非线性随机动力模型—带噪声的能源Logistic反馈控制模型,应用随机平均法对随机动力模型进行了简化,得到了一个二维的扩散过程.二维过程满足Ito型随机微分方程,应用不变测度理论研究了该模型的随机分岔.最后,给出了数值实验验证了相应的结论.     

带加法白噪声的随机Boussinesq方程组的解的渐近行为

考虑速度和温度同时在加法白噪声扰动下的随机Boussinesq方程组的解的渐近特征.可以接轨道得到该随机方程组的唯一解,并可以验证该解生成随机动力系统,进而证明了该随机动力系统存在随机吸引子.     

Semidiscrete Galerkin Approximation for a Linear Stochastic Parabolic Partial Differential Equation Driven by an Additive Noise

We study the semidiscrete Galerkin approximation of a stochastic parabolic partial differential equation forced by an additive space-time noise. The discretization in space is done by a piecewise linear finite element method. The space-time noise is approximated by using the generalized L₂ projection operator. Optimal strong convergence error estimates in the L₂ and norms with respect to the spatial variable are obtained. The proof is based on appropriate nonsmooth data error estimates for the corresponding deterministic parabolic problem. The error estimates are applicable in the multi-dimensional case. AMS subject classification (2000) 65M, 60H15, 65C30, 65M65.Received April 2004. Revised September 2004. Communicated by Anders Szepessy.     

非对称碰撞约束下形状记忆合金梁的随机响应与分岔

形状记忆合金(SMA)是二十一世纪具有形状记忆效应的新型智能材料.针对具有非对称约束的SMA梁,本文构造了碰撞振动系统.在无碰撞和有碰撞两种情况下,利用随机平均法给出了近似解析结果.数值模拟作为验证解析结果的工具.结果表明,系统能量的概率响应曲线具有非光滑特性.当约束位置发生变化时,系统会出现随机P分岔和D分岔.     

复合白噪声驱动的输运方程

本文在现有Gauss白噪声理论体系及L\'{e}vy纯跳白噪声理论体系的基础上,讨论了复合L\'{e}vy白噪声分析的框架,并将Wick乘积、Hermite变换等概念推广到复合L\'{e}vy白噪声空间,同时给出了与复合L\'{e}vy白噪声空间对应的Hida分布空间的特征定理.最后, 在本文的理论框架下, 详细讨论了由复合\,L\'{e}vy白噪声驱动的随机输运方程在Hida分布空间中的解及其结构.     

能源供需随机系统的稳定性研究

研究了江苏省西部能源供需随机系统的稳定性.主要是基于一维扩散过程的奇异边界理论,应用摄动方法研究系统的随机分岔行为.研究结果表明随机因素以及参数的选择会使系统发生分岔行为,从而使系统的稳定性发生质的变化.于是,可以通过调节参数降低发生分岔的概率,使系统处于稳定的发展中.     

具有双参数的培养器系统的Hopf分支

We study a chemostat system with two parameters, So-initial density and D-flow-speed of the solution. At first, a generalization of the traditional Hopf bifurcation theorem is given. Then, an existence theorem for the Hopf bifurcation of the chemostat system is presented.     

谐和与随机噪声联合作用下Duffing振子的双峰稳态密度

研究Duffing振子在谐和与随机噪声联合作用下系统响应的双峰稳态概率密度问题．用多尺度法分离了系统的快变项,得到了系统慢变项满足的随机微分方程．用线性化方法求出了双峰稳态概率密度的表达式．数值模拟表明提出的方法是有效的．     

分式噪声驱动的一类随机偏微分方程的非参数估计}

研究了一类由分式噪声所驱动的随机偏微分方程的统计推断. 先构造了偏微分算子时间 相依系数的非参数估计量, 然后得到了该估计在最大值范数下的收敛率和渐近正态性. 该收敛率 由系数的平滑参数和分式噪声的Hurst参数共同决定.