转动相对论系统动力学的积分理论

建立转动相对论系统动力学方程的积分理论.给出系统运动的第一积分,分别利用系统的循环积分和能量积分降阶运动方程,得到推广的Routh方程和推广的Whittaker方程,建立系统运动的正则方程和变分方程,并由第一积分构造系统的积分不变量.给出系统的Poincaré-Cartan型积分变量关系和积分不变量. 关键词： 转动相对论 运动方程 积分方法     

人造地球卫星运动方程的代数动力学算法数值解

代数动力学算法首次被用于求人造地球卫星运动方程的数值解，在四阶算法下，与Runge-Kutta算法和辛算法的计算结果作了比较.结果表明，代数动力学算法对于人造地球卫星长期轨道的计算有较高的精度.并讨论了地球四极和八极带谐项对卫星轨道的影响. 关键词： 人造地球卫星运动方程 代数动力学算法数值解 地球四极和八极带谐项对卫星轨道的影响     

强流AVF型Hui旋加速器中的空间电荷效应和束晕

详细推导了AVF型Hui旋加速器中束团粒子在曲线坐标系中的动力学方程（考虑和不考虑空间电荷相互作用力两种情况）,在假定动力学方程中各参值的前提条件下,用Lunge-Kutta方法对考虑空间电荷时的动力学方程进行了数值计算,结果表明,束晕的形成和发展同样也是强流Hui旋加速器中束流损失的一个主要原因,但束晕形成的机制不同于直线加速器的情况,它不是由共振和混沌引起,而是由于粒子的排斥运动和束团内粒子的涡流运动引起的。     

对于具有大范围运动和非线性变形的柔性梁的有限元动力学建模

研究具有大范围运动和非线性变形的柔性梁的有限元动力学建模.采用有限元方法对梁结构进行离散,利用Lagrange方程建立系统的精确动力学方程.该方程不仅增加了新的表征纵向、横向、侧向弯曲变形,以及扭转变形的耦合项,同时包含了变形运动与大范围运动之间的相互耦合项.     

费米型级联运动方程的绝热截断方案

研究开放量子系统的量子耗散动力学对于理解许多新奇量子现象背后的机制和实现量子器件的精确量子态控制具有重要意义. 级联运动方程方法已成为研究这类量子耗散动力学最常用的数值方法之一. 然而，在处理强电子关联系统时，准确描述强关联效应需要高的级联截断层数. 这导致级联运动方程方法需要耗费大量物理内存和计算时间. 为了解决该问题，将具有最快耗散速率的耗散模式与其他较慢的耗散模式分离，提出了一种级联运动方程的绝热截断方案. 在单杂质安德森模型上进行的数值测试表明，与传统的方案相比，该截断方案显著地降低了级联运动方程收敛需要的截断层数. 此外，该截断方案缓解了长时间耗散动力学中的数值不稳定性.     

球面摆的运动方程、数值模拟和实验验证

讨论了球面摆的运动方程,分析了摆球运动的周期性.通过数值模拟和实验证实了摆球在eθ方向的运动具有周期性.     

正则形式的SU(N)规范理论的约束关联动力学(Ⅲ)等时关联Green函数的运动方程与二体关联近似

把多时关联Green函数的运动方程转变成等时关联Green函数的运动方程,其中包括夸克和胶子的密度矩阵的运动方程以及顶角函数的运动方程.在二体关联截断近似下,给出运动方程、高斯定律和Ward恒等式的明显表达式.     

具有大范围运动和非线性变形的空间柔性梁的精确动力学建模

研究具有大范围运动和非线性变形的空间柔性梁的有限元动力学建模.首先在精确描述空间柔性梁的非线性变形的基础上,采用有限元方法对梁结构进行离散,导出其动能、势能及外力对应的广义力,然后利用Lagrange方程建立了空间柔性梁的精确动力学方程.该方程在原有一次耦合模型的基础上,增加了新的表征纵向、横向、侧向弯曲变形,以及扭转变形的耦合项,同时包含了变形运动与大范围运动之间的相互耦合项.本建模方法和所得结论可为以后空间柔性梁的动力学特性分析作以参考.     

三质点单自由度非线性振动特性分析

设计一个非线性振动实验装置，建立系统的动力学方程，用计算机数值计算并画出相图和运动图，对非线性振动的性质进行了分析。     

正则形式的SU（N）规范理论的约束关联动力学（Ⅲ）等时关联Green函数的运动方程与二体关联近似

把多时关联Ｇｒｅｅｎ函数的运动方程转变成等时关联Ｇｒｅｅｎ函数的运动方程，其中包括夸克和胶子的密度矩阵的运动方程以及顶角函数的运动方程．在二体关联截断近似下，给出运动方程、高斯定律和Ｗａｒｄ恒等式的明显表达式．     

工科《大学物理》教学中处理变质问题应注意的地方

本文讨论了经典物理中涉及运动物体质量变化的问题，分析了变质量系统所遵循的动力学方程（密歇尔斯基方程），并与物体惯性随速度变化的相对论效应作了比较。     

精确Cosserat弹性杆动力学的分析力学方法

以脱氧核糖核酸和工程中的细长结构为背景, 大变形大范围运动的弹性杆动力学受到关注. 将分析力学方法运用到精确Cosserat弹性杆动力学, 旨在为前者拓展新的应用领域, 为后者提供新的研究方法. 基于平面截面假定, 在弯扭基础上再计及拉压和剪切变形形成精确Cosserat弹性杆模型. 用刚体运动的概念描述弹性杆的变形, 导出弹性杆变形和运动的几何关系; 在定义截面虚位移及其变分法则的基础上, 建立用矢量表达的d’Alembert-Lagrange原理, 在线性本构关系下化作分析力学形式, 并导出Lagrange方程和Nielsen方程, 定义正则变量后化作Hamilton正则方程; 对于只在端部受力的弹性杆静力学, 导出了将守恒量预先嵌入的Lagrange方程, 并讨论了其首次积分. 从弹性杆的d’Alembert-Lagrange原理导出积分变分原理, 在线性本构关系下化作Hamilton原理. 形成的分析力学方法使弹性杆的全部动力学方程具有统一的形式, 为弹性杆动力学的对称性和守恒量的研究及其数值计算铺平道路. 关键词： 精确Cosserat弹性杆 分析动力学方法 变分原理 Lagrange方程     

考虑空气阻力的足球弧线球运动轨迹

当球体在空气中旋转运动时,马格努斯效应对球的运动轨迹有很大影响.从动力学方程出发,考虑空气对质心运动的阻力作用,研究了足球弧线运动的动力学方程,得到了方程的解析解,即弧线球的运动学方程.     

基础水平运动的弹簧摆的周期解与稳定性

针对基础水平运动的弹簧摆的非线性动力学响应进行研究,利用拉格朗日方程建立了系统的动力学方程.将离散傅里叶变换、谐波平衡法以及同伦延拓方法相结合,对系统的周期响应进行求解,避免了传统方法计算中使用泰勒展开引起的小振幅的限制,与数值计算结果的对比表明该求解方法具有较高的精确度.利用Floquet理论分析了周期响应的稳定性,给出了基础运动振幅和频率对系统周期响应的影响.研究发现:对应某些基础频率和振幅,系统的周期响应可能发生Hopf分岔;利用数值计算研究了Hopf分岔后系统响应随基础频率和振幅的变化,发现系统出现了倍周期运动、拟周期运动和混沌等复杂的动力学行为.研究表明系统进入混沌的主要路径是拟周期环面破裂和阵发性.     

利用Kane多刚体动力学模型仿真举重运动

多刚体动力学模型计算与仿真人体举重过程可以优化运动员的动作技术并预测其效果。根据举重过程人体运动的特点,将人体简化为6刚体动力学系统,建立Kane多刚体动力学模型方程,以高速数字摄像拍摄的举重运动过程序列图像的初始夹角与角速度作为初始条件,对举重过程进行计算与仿真,并通过与拍摄的实际举重运动图像比较来验证模型仿真的准确性,研究多刚体动力学模型计算与仿真人体举重过程的方法。结果表明,多刚体动力学模型计算与仿真的人体举重过程与摄像拍摄的实际过程基本相符,两种方法获取的关节坐标的误差约在4~8%,离初始时刻的时间越长则模型计算与仿真结果的误差就越大,呈现误差累积效应。     

耗散子运动方程组的可控截断

为耗散子运动方程组提出精度可控的预截断方案来模拟和研究非微扰的量子耗散动力学．发展了具有类似Caldeira-Leggett主方程形式、在终止阶层采取马尔科夫和高温近似方法的截断方案,根据马尔科夫性质的分析给出确定终止层数的精度判据,并通过电荷转移体系的动力学模拟进行了检验．     

一种绳约束两质点的运动研究

研究一种绳约束下两质点运动的动力学模型和运动规律,分别采用泰勒级数展开的方法和四阶龙格-库塔数值方法,得到了质点运动微分方程的近似解和数值解.通过对系统的动力学方程计算,给出了位置矢量随时间的演化曲线、运动相图和运动轨迹.研究发现系统的运动与初始位置和速度有关,在初速度较大和较小时,系统作非线性周期性运动.存在临界初始速度,使得系统处于平衡态,在微小扰动下系统在初始位置附近作近似简谐振动.以上研究结果对微小振动力学问题的教学和科研具有一定的参考价值.     

由谐振动动力学特征导出运动方程的一种简明方法

简谐振动极大地促进了近代数学和物理学融合发展, 理解简谐振动运动方程从动力学特征方程导出的 原理和过程, 对中学阶段将运动学、 动力学及微积分、 三角函数的融会贯通很有帮助. 但受基础知识所限, 高中生很 难理解通常的推导方法即二阶常系数齐次线性微分方程求解. 本文避开齐次线性微分方程理论, 给出了一种基于中 学微积分的推导方法, 即对简谐振动动力学特征方程进行变量替换、 微分降阶、 变量分离, 使其两端可积后导出运动 学方程. 该方法简明易懂并适用于位移的二阶导函数不明显含有时间变量的一般动力学特征方程求解, 能够满足和 激发高中阶段更高层次学习的求知欲, 有助于将数学和物理核心思想融会贯通     

受扰航天器姿态动力学中参数未知的混沌运动控制

研究了扰动力矩作用下航天器姿态运动的欧拉动力学方程. 讨论了当选取扰动力矩中不同的参数矩阵, 欧拉方程可产生一大类混沌系统. 设计了基于Lyapunov方法的自适应控制律, 完成了该类系统中参数未知的混沌运动的控制, 并且能够将系统状态变量稳定于指定平衡点, 同时实现了对未知参数的实时辨识. 以Newton-Leipnik系统为例, 进行了数值仿真, 仿真结果表明了该方法的有效性. 关键词： 姿态运动 混沌控制 参数未知 Newton-Leipnik 系统     

初始角度对平板自由下落运动的影响

平板的自由下落是一个经典的流体力学-动力学耦合问题,且具有明显的非线性特性.针对二维平板自由下落的非线性特性,文章通过耦合求解N-S方程和运动方程,以期认识其非线性特征.从不同初始角度对平板自由下落状态和轨迹的影响出发,分析了运动状态的相轨线和频谱特性,以及其中的非线性系统特征.研究发现,在平板自由下落初期,不同初始角度下平板呈现不同的运动状态和轨迹,常为非周期性摆动或小幅翻滚运动.在自由下落后期,平板自由下落最终呈现周期性摆动或翻滚运动,运动模态归为一致,初始角度对该模态没有影响.