对称铺设正交各向异性层合板的亚谐参数共振

本文应用奇异性理论讨论了对称铺设正交各向异性层合矩形板的亚谐参数共振问题。主要内容是用Ｌｉａｐｕｎｏｖ－Ｓｃｈｍｉｄｔ方法结合Ｚ２－对称等变的概念，使分叉方程转化为代数方程的研究，同时给出了参数平面上不同参数域中各种可能的分叉曲线。     

准周期响应对称破缺分岔点的一种快速计算方法

稳态响应如周期及准周期解的分岔计算, 是非线性动力学研究的难点问题之一. 与计算方法及分析理论相对完善的周期响应相比, 准周期响应的求解只是在近些年才得到较大进展, 而且其分岔分析更加棘手, 仍需要更有效的理论和方法. 目前, 稳态响应尤其是准周期响应的分岔计算, 一般需采用数值方法, 通过调节参数反复试算得到. 为此, 本文基于增量谐波平衡IHB法提出一种快速方法, 可以高效地确定准周期响应的对称破缺分岔点. 方法的理论基础是在准周期解的广义谐波级数表达基础上, 当响应发生对称破缺分岔时, 其偶次(含零次)谐波系数将逐渐由0变为小量. 基于此性质, 将零次谐波系数预先设定为小量, 同时将分岔控制参数视为可变的迭代变量, 进而通过IHB法构造迭代格式. 作为算例, 研究不可约频率作用下的双频激励Duffing系统以及Duffing-van der Pol耦合系统. 结果表明, 只要迭代格式收敛, 随着预设小量减小, 控制参数将逐渐接近分岔近似值; 同时, 通过提高谐波截断数可显著提高近似分岔值的计算精度. 所提方法无需反复试算, 只要迭代过程收敛、便可实现分岔点直接快速计算.      

一类静态分岔问题

本文分析了一种特殊的分岔,讨论了它的ＮＯＲＭＡＬ ＦＯＲＭ和普适开折问题,对Ｚ２对称情况,给出了普适开折和相应分岔图,因在开折参数不等于０时,其分岔图分别具有树枝分岔和简单分岔的特征,文中称该分岔点为半树枝／半简单分岔点,对Ｚ２对称性破缺的情况,利用奇异性理论,导出了余维数为５的普适开折的所有４种形式,并结合具体的应用给出了其部分分岔图。     

辛体系下含对称破缺因素动力学系统的近似守恒律

自冯康先生创立Hamilton系统辛几何算法以来,诸如辛结构和能量守恒等守恒律逐渐成为动力学系统数值分析方法有效性的检验标准之一。然而,诸如阻尼耗散、外部激励与控制和变参数等对称破缺因素是实际力学系统本质特征,影响着系统的对称性与守恒量。因此,本文在辛体系下讨论含有对称破缺因素的动力学系统的近似守恒律。针对有限维随机激励Hamilton系统,讨论其辛结构;针对无限维非保守动力学系统、无限维变参数动力学系统、Hamilton函数时空依赖的无限维动力学系统和无限维随机激励动力学系统,重点讨论了对称破缺因素对系统局部动量耗散的影响。上述结果为含有对称破缺因素的动力学系统的辛分析方法奠定数学基础。     

强迫范德波振荡的全局分岔的过渡区

本文研究强迫范德波振范在一指定参数平面内的分岔结构，参数平面内特别地包含中等参数域；单个亚谐解１／（２Ｋ＋１）的主模态锁定区顺序排列，并且由地渡区相间隔是分岔的主要结构；提示了有两类过渡区，（１）简单的，牲介转动数为１／（２Ｋ＋１）的两个模态锁定解共存；（２）复杂的，其中模态锁定觚发子区的解的转 是介于１／（２Ｋ＋１）和１／（２Ｋ－１）之间的分数以及准周期、混沌解的存在，并发生鞍结分岔、对称破缺分     

圆板振子超谐分岔和混沌运动的实验研究

设计了非线性圆板混沌实验振动台,就轴对称圆板在简谐载荷作用下的非线性动力学行为进行了较为系统的实验研究,理论分析和数值计算,对基础作简谐运动,周边固支圆板,进行了实验。通过测量时间－中心挠度的加速度曲线,进行快速傅立叶变换（FFT）分析,实验发现了对称破缺,超谐分岔,调幅调相等复杂现象;对基础作简谐运动,周边固支,中心加质量块的圆板,进行了实验,通过测量时间－周边应变曲线,进行FFT分析,实验发现了混沌,对称破缺和恢复及超谐分岔等复杂动力学行为。     

俄勒冈振子的Hopf分歧类型的论证

本文通过ＨＫＷ法，近似方法和数值计算三位一体的综合研究，论证俄勒冈振子的Ｔｙｓｏｎ模型所出现的Ｈｏｐｆ分歧，在第一分歧点（ｆＨ）上是亚临界，而在第二分歧点（ｆ＾Ｈ）上是超临界的，它不同于Ｆｉｅｌｓ－Ｎｏｙｅｓｓ模型在两个分歧点上皆为亚临界。这一点是本文首次发现的。     

二次分叉数值分析方法及在多孔介质热对流上的应用

本文给出了数值计算具有Ｚ２对称性和双参数的非线性动力学方程二次分叉问题的具体方法,并用此方法计算了不同长宽比矩形区域内多孔介质热对流的二次分叉点和相应的流场和温度场分布。     

推进－迭代算法计算效率的研究

本文对求解三维定常超音速动性流场的一次空间推进，在每一个推进站沿伪时间层局部迭代的推进－迭代算法作了进一步的研究．在每一推进站（侧向平面）沿伪时间层局部迭代时，给出了四种不同的隐式迭代方法，即沿侧面两个方向（法向和周向）全用隐式；法向隐式而周向采用Ｇａｕｓｓ－Ｓｉｌｄｌｅ来回扫描迭代；法向隐式而周向显式及以系数矩阵谱半径代替系数矩阵的简化标量隐式算法．用这四种算法模拟了三维球锥黏性绕流，给出了四种不同算法的计算效率和收敛特性比较．     

推进－迭代算法计算效率的研究

本文对求解三维定常超音速动性流场的一次空间推进，在每一个推进站沿伪时间层局部迭代的推进－迭代算法作了进一步的研究．在每一推进站（侧向平面）沿伪时间层局部迭代时，给出了四种不同的隐式迭代方法，即沿侧面两个方向（法向和周向）全用隐式；法向隐式而周向采用Ｇａｕｓｓ－Ｓｉｌｄｌｅ来回扫描迭代；法向隐式而周向显式及以系数矩阵谱半径代替系数矩阵的简化标量隐式算法．用这四种算法模拟了三维球锥黏性绕流，给出了四种不同算法的计算效率和收敛特性比较．     

改进的Z~2应力恢复过程与h型自适应有限元分析

建议了一种较为精确的边界应力求解方法，并用于改进Ｚｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚ－Ｚｈｕ（Ｚ２）应力恢复过程。改进过程增加的计算量不大，但可有效地改善后验误差估计精度。ｈ型自适应有限元分析结果表明，改进过程更有利于最优网格寻求工作     

改进的Z^2应力恢复过程与h型自适应有限元分析

建议了一种较为精确的边界应力求解方法，并用于改进Ｚｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚ－Ｚｈｕ（Ｚ＾２）应力恢复过程。改进过程增加的计算量不大，但可有效地改善后验误估计精度。ｈ型自适应有限元分析结果表明，改进过程更有利于最优网格寻求工作。     

靠近排列的两个交错方柱三维绕流的数值模拟

通过用时间分裂算法求解Navier－Stokes方程,对中等Reynolds数下靠近排列的两个交错方柱三维绕流进行了数值模拟,其中,中间速度场用四阶Adams格式计算,压力场通过结合近似因子分解方法AF1与稳定的双共轭梯度方法Bi-CGSTAB进行迭代求解．数值模拟发现当两个方柱靠得较近时,有互相吸引趋势,而且上游方柱的Strouhal数较大．方柱的交错排列方式对绕流影响明显．计算结果与实验定性吻合,而且比用MAC－AF1方法计算的结果好．     

蠕变—弹塑性—损伤耦合响应的有限元分析

本文处理各向异性非线性材料的蠕变－弹塑性－损伤耦合响应的数值计算。建议了一个计算应力的三维向后欧拉积分处，导出一个利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代的一般的直接应力返回映射算法。同时求解应力向量和里面变、塑性、损伤的内状态变量。也导出了用于全局Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代过程的一致性切线矩阵公式。给出的数值例题结果表明所提出的算法和公式在模拟耦合本构行为上的能力和可靠性。     

不对称实矩阵的本征对共轭子空间迭代算法

对于大型不对称实矩阵A的本征值问题Ax=λx本文提出了共轭子空间迭代算法,指出怎样计算模最大的前p个本征对的方法,同时还求出了转置阵A~T的前P个本征向量。这个迭代算法是收敛的。数值例题表明了方法的有效性。     

对称性与激波捕捉中的非物理波动问题

众所周知传统的一些激波捕捉格式（如Godunov，Roe格式）仅靠格式本身的耗散无法完全抑制激波下游的振荡。本文从微分方程拥有的内在对称性角度对此问题进行探讨。指出了Lax—wendroff格式数值求解无粘Burgers方程的问题出现空间振荡与对称破缺之间的内在联系。本文的研究表明：对称破缺可能是在激波附近导致数值解出现三种异常现象的内在机制。     

一类碰撞振动系统在内伊马克沙克-音叉分岔点附近的局部两参数动力学

考虑一类具有对称性的三自由度碰撞振动系统.系统的庞加莱映射在一定条件下存在对称不动点,对应于系统的对称周期运动.根据对称性导出庞加莱映射P是另外一个隐式虚拟映射Q的二次迭代.推导了庞加莱映射对称不动点的解析表达式.根据映射不动点的稳定性及分岔理论,映射P的对称不动点发生内伊马克沙克-音叉(Neimark--Saker-pitchfork)分岔对应于映射Q发生内伊马克沙克-倍化(Neimark--Sakerflip)分岔.利用隐式虚拟映射Q,通过对范式作两参数开折分析,研究了映射P的对称不动点在内伊马克沙克-音叉分岔点附近的局部动力学行为.碰撞振动系统在这个余维二分岔点附近的局部动力学行为可能表现为投影后的庞加莱截面上的单一对称不动点、一对共轭不动点、单一对称拟周期吸引子以及一对共轭拟周期吸引子.数值模拟得到了内伊马克沙克-音叉分岔点附近的各种可能情况.内伊马克沙克-分岔和音叉分岔互相作用可能产生新的结果:对称不动点虽然首先分岔为两个共轭不动点,但是这两个共轭不动点是不稳定的,最终收敛到同一个对称拟周期吸引子.     

蠕变－弹塑性－损伤耦合响应的有限元分析

本文处理各向异性非线性材料的蠕变。弹塑性－损伤耦合响应的数值计算。建议了一个计算应力的三级向后欧拉积分算法。导出了一个利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代的一般的直接应力返回映射算法。同时求解应力向量和蠕变、塑性、损伤的内状态变量。也导出了用于全局Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈ－ｓｏｎ迭代过程的一致性切线矩阵公式。给出的数值例题结果表明所提出的算法和公式在模拟耦合本构行为上的能力和可靠性。     

Duffing系统解的转迁集的解析表达式

通过对非线性Ｄｕｆｉｎｇ方程解的稳定性进行研究，得到了其周期一解失稳的转迁集的解析表达式，同时应用广义牛顿法，得到了Ｄｕｆｉｎｇ方程对称破缺分岔转迁集的解析表达式，与Ｕｅｄａ用模拟计算机的方法和Ａ．Ｙ．Ｔ．Ｌｅｕｎｇ用增量谐波平衡数值方法的结果吻合良好，克服了用模拟计算机或数字计算机确定物理参数平面上的转迁集计算工作量十分大的困难．     

周期激励浅拱分岔研究

研究了一阶和二阶模态在１：２内共振条件下浅拱的复杂动力学行为，指出当周期激励浅拱具有初始静变形时，系统的一阶模态和二阶模态会产生内共振，系统两共振模态之间会产生相互作用，系统的能量会在其低阶和高阶模态之间相互传递，对称破缺后的Ｈｏｐｆ分岔解会通过一系列的倍化周期分岔导致混沌，在混沌域中还会发现稳定的周期解窗口．