汽车电磁悬架系统的Noether对称性及其应用

研究了含有电磁悬架汽车振动系统的Noether对称性,给出了系统的守恒量,并通过守恒量求得系统的对称性解.以能量形式,建立汽车不同振动形式下的Lagrange(拉格朗日)方程.选取位移坐标为广义坐标,研究了各种振动形式下系统的Noether对称性,并给出相应的Noether恒等式、Killing方程和广义Noether定理.研究系统守恒量,运用存在的守恒量,给出一种新的求解汽车振动系统响应的方法;并应用到具体的车体振动系统计算中,给出了系统在转弯、制动或加速等情况下的位移响应和速度响应曲线.     

压电堆叠作动器的对称性求解

研究了压电堆叠作动器的对称性,并给出了系统存在的守恒量和对称性解.以轴向运动的压电堆叠作动器为研究对象,根据其结构特点,选取位移和磁链作为广义坐标,运用能量方法,建立了压电堆叠作动器的Lagrange(拉格朗日)方程.引入位移和磁链广义坐标的无限小群变换,分别研究了压电堆叠作动器的Noether对称性和Lie对称性,给出了广义Noether恒等式、广义Killing方程、广义Noether定理和Lie定理,计算了压电堆叠作动器存在的Noether对称性和Lie对称性的生成元,并给出了相应系统存在的守恒量.最后,利用得到的守恒量,给出了压电堆叠作动器对称性解,并计算了在控制电压变化的情况下位移和速度的动态响应曲线.     

覆冰输电导线舞动的Noether对称性和守恒量

为克服传统输电导线非线性振动响应数值模拟的非保结构缺点,研究了输电导线在覆冰和大风激励条件下双向舞动中的Noether对称性和守恒量.首先,考虑空气动力和导线几何的非线性,依据分析力学方法建立了垂向与扭振两自由度舞动模型;其次,引进群分析理论,根据不变性原则给出了系统存在Noether对称性的条件以及相应守恒量的形式;最后,构造了一种保守恒量离散数值算法.研究表明,用Noether对称性理论研究机械结构非线性动力学系统力学特性,能保系统内在结构属性,方法新颖,适用范围广,结果可靠准确.     

约束Hamilton系统的Lie对称性及其在场论中的应用

研究了约束Hamilton系统的Lie对称性,得到了场论系统的守恒量.首先给出约束Hamilton系统的正则运动方程和固有约束方程;其次构建了约束Hamilton 系统的Lie对称性确定方程和结构方程;然后给出了约束Hamilton系统的Lie守恒定理和守恒量;最后研究了复标量场与Chern-Simons项耦合系统的Lie对称性和另外一个例子以说明此方法在场论中的应用.     

非Chetaev型变质量非完整系统的Lie对称性与Noether对称性

研究非Chetaev型变质量非完整系统的Lie对称性与Noether对称性以及其间的 关系,给出Lie对称性导致Noether对称性以及Noether对称性导致Lie对称性的条件.     

变质量Chetaev型非完整系统的共形不变性

研究变质量Chetaev型非完整系统的共形不变性与守恒量.推导共形因子表达式,得到系统共形不变性同时是Lie对称性的充要条件,给出系统弱Lie对称性和强Lie对称性的共形不变性,导出系统相应的守恒量,并举例说明结果的应用.     

约束Hamilton系统的积分因子和守恒量及其在场论中的应用

在约束Hamilton系统的研究中,场论系统一直是重要且难度大的一部分.近年来,场论系统已经成为一个热门的研究领域.论文基于积分因子方法给出了构造场论系统守恒量的一般性方法.首先,构造了约束Hamilton系统的广义Hamilton正则方程;其次,给出了场论系统积分因子的定义和守恒定理;然后,建立了场论系统的广义Killing方程,从而导出系统的积分因子和守恒量;最后,给出了几个场论中的例子以说明这种方法的可行性和有效性.显然,与Noether对称性理论和Lie对称性理论相比较,这种方法具有步骤清晰,计算简便,限制条件少等优点.     

变质量非Четаев型非完整系统在相空间的Lie对称性与守恒量

在相空间引入无限小群变换,研究变质量非Четаев型非完整系统的Lie对称和守恒量.利用系统运动微分方程在无限小群变换下的不变性建立Lie对称的确定方程和限制方程,得到Lie对称的结构方程和守恒量,并举例说明结果的应用.     

机械多体系统动力学非线性最优控制问题的Noether理论

基于群不变性原理求解了机械多体动力学系统非线性最优控制问题的Noether型守恒定律.该文主要研究一类理想完整约束下的受控机械多刚体系统,通过增广向量法将动力学Euler-Lagrange方程以状态空间形式表示,利用变分法得到最优控制问题最优解的状态方程、伴随方程和控制方程,对系统性能指标泛函进行包含时间、状态变量、协态变量和控制变量的Noether对称无限小变换,进而得到最优解方程组的守恒量,使最优解关系以一组代数方程形式表达,为最优解的积分方法以及各种数值算法都奠定了坚实基础.最后,以基础振动下机械臂非线性动力学的能量最优控制实例分析,说明了该文对称性方法的正确性.     

二阶非完整力学系统的Lie对称性与守恒量

研究二阶非完整力学系统的Lie对称与守恒量.首先利用系统运动微分方程在无限小变换下的不变性建立Lie对称的确定方程和限制方程,得到Lie对称的结构方程和守恒量;其次研究上述问题的逆问题;最后举例说明结果的应用.     

时滞Lagrange系统的Lie对称性与守恒量研究

研究了位形间中含单时滞参数的非保守力学系统的Lie对称性和守恒量。首先,利用含时滞的动力学Hamilton原理,建立了含时滞的非保守系统的分段Lagrange运动方程;其次,利用微分方程容许Lie群理论,得到系统的Lie对称确定方程;然后,根据对称性与守恒量之间的关系,通过构造结构方程,得到含时滞的非保守系统的Lie定理;最后,给出了两个具体的算例说明了方法的应用。结果表明:时滞参数的存在使非保守系统的Lagrange方程呈现分段特性,相应的Lie对称性确定方程的个数应是自由度数目的2倍,这对生成元函数提出了更高的限制,同时,守恒量呈现依赖速度项的分段表达。     

相对论Birkhoff系统的形式不变性与Noether守恒量

研究相对论Birkhoff系统的形式不变性,寻求系统的守恒量。在群的无限小变换下,给出相对论Birkhoff系统的形式不变性的定义和判剧。基于相对论Pfaff-Birkhoff-D'Alembert原理在群的无限小变换下的变形形式,建立相对论Birkhoff系统的Noether对称性理论。通过研究形式不变性与Noether对称性之间的关系,得到相对论Birkhoff系统的守恒量。研究结果表明:在一定的条件下,相对论Birkhoff系统的形式不变性导致Noether对称性的守恒量。     

准坐标下非完整力学系统的Lie对称性和守恒量

研究准坐标下非完整系统的Ｌｉｅ对称性,首先,对准坐标下非完整力学系统定义无限小变换生成元,由微分方程在无限小变换下的不变性,建立Ｌｉｅ对称性的确定方程,得到结构方程并求出守恒量;其次,研究上述问题的逆问题;根据已知积分求相应的Ｌｉｅ对称性,举例说明结果的应用。     

Symmetry analysis and conservation laws of the geodesic equations for the Reissner-Nordström de Sitter black hole with a global monopole

This paper is devoted to the comprehensive analysis of the problem of symmetries and conservation laws for the geodesic equations of the Reissner-Nordström de Sitter (RNdS) black hole with a global monopole. For this purpose, the system of geodesic equations is determined and the corresponding classical Lie point symmetry operators are obtained. An optimal system of one dimensional subalgebras is constructed and a brief discussion about the algebraic structure of the Lie algebra of symmetries is presented. Also, the Noether symmetries of the geodesic Lagrangian is calculated. Finally, by applying two methods including Noether’s theorem and direct method the conservation laws associated to the system of geodesic equations are obtained.     

具有单面非完整约束的力学系统的Lie对称性与守恒量

研究具有单面非完整约束的力学系统的Ｌｉｅ对称性。给出由Ｌｉｅ对称性得到系统守恒量的条件和守恒量的形式,并研究上述问题的逆问题,即根据系统的已知积分来求相应的Ｌｉｅ对称性,最后举例说明结果的应用。     

Special conformal groups of a Riemannian manifold and Lie point symmetries of the nonlinear Poisson equation

We obtain a complete group classification of the Lie point symmetries of nonlinear Poisson equations on generic (pseudo) Riemannian manifolds M. Using this result we study their Noether symmetries and establish the respective conservation laws. It is shown that the projection of the Lie point symmetries on M are special subgroups of the conformal group of M. In particular, if the scalar curvature of M vanishes, the projection on M of the Lie point symmetry group of the Poisson equation with critical nonlinearity is the conformal group of the manifold. We illustrate our results by applying them to the Thurston geometries.     

Symmetry analysis of the charged squashed Kaluza–Klein black hole metric

In this research article, a complete analysis of symmetries and conservation laws for the charged squashed Kaluza–Klein black hole space‐time in a Riemannian space is discussed. First, a comprehensive group analysis of the underlying space‐time metric using Lie point symmetries is presented, and then the n‐dimensional optimal system of this space‐time metric, for n = 1,…,4, are computed. It is shown that there is no any n‐dimensional optimal system of Lie symmetry subalgebra associated to the system of geodesic for n≥5. Then the point symmetries of the one‐parameter Lie groups of transformations that leave invariant the action integral corresponding to the Lagrangian that means Noether symmetries are found, and then the conservation laws associated to the system of geodesic equations are calculated via Noether's theorem. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.