气轨上的非线性振动

在气垫导轨上设计了一个非线性振动实验，通过计算机进行数值计算，得出非线性振动周期随振幅的增大而减小的结论，并从理论上进行了分析。     

复摆的振动分析

研究复摆的非线性振动，从能量和摆角两个方面来分析它们对复摆运动的影响，用第一类完全椭圆积分求出了复摆振动的解和周期，对非线性特征进行了分析。     

刚性杆和滑块组成的单自由度非线性振动

用动力学方法,导出了刚性杆和滑块组成的单自由度非线性振动系统的运动微分方程;求出了杆的摆动角速度和角加速度、杆与滑块的相互作用力与杆的摆角间的关系式;给出了系统振动周期的计算公式;借助Matlab软件画出了杆与滑块的相互作用力随角坐标的变化曲线及周期随角振幅的变化曲线．     

纸张振动中的整数与分数振动

本文使用微扰论方法对纸张振动建立非线性动力学方程模型，通过该模型预测纸张产生的低音与高音现象以及它们之间的联系，并通过实验验证.该模型的非线性动力学方程中存在与低音解相关的分数倍频解，这与实验中存在的分数倍频振动现象相吻合.该模型解释了整数倍频高音产生的非线性本征性以及分数频低音与分数倍频高音产生的衍生性，实验结果中的整数振动与分数振动现象满足理论预测.     

含气泡水的强非线性声学特性

本文提出一种描述含气泡水的非线性声场的物理模型。在声波驱动下，气泡壁作受迫振动，遵循Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｐｌｅｓｓｅｔ方程，当共振时振幅很大，产生强烈的非线性振动。这非线性力学振动成为二次谐波声压的源，从而声场表现为强非线性。理论计算与ＷＵ和Ｚｈｕ的实验结果进行了比较，诸如强二次谐波声压等重要声学特性符合得比较满意。     

XY2型分子伸缩振动与弯曲振动耦合研究

本文研究一种推广的局域模模型，我们用局域坐标描述非线性ＸＹ２分子的伸缩振动，用简正坐标描述弯曲振动；对用曲线内坐标写出的势能函数和Ｇ矩阵元进行Ｔａｙｌｏｒ展开，保留了弯曲振动与伸缩振动耦合的交叉项，获得各阶哈密顿量，略去了五次以上的高阶项；用它对实验数据进行非线性最小二乘法的拟合，得出各个势能参数值，并用它们计算了Ｈ２Ｏ分子的振动光谱，计算结果与实验数据符合得较好。     

扭摆振动实验

为了丰富“非线性系统实验”课程的教学内容,开设了扭摆振动实验,将力学中的非线性现象引入到教学中.在实验内容的设计上,采取线性振动和非线性振动相结合的方式,即:首先研究扭摆的线性振动,如阻尼振动、受迫振动等,先对振动问题有基本的理解,然后再研究扭摆的非线性振动,分别固定驱动频率、改变励磁电流和固定励磁电流、改变驱动频率,观察非线性摆的运动情况.     

高功率超声脉冲激励下金属板的非线性振动现象研究

对高功率超声脉冲作用下金属板中的超谐波、次谐波、准次谐波以及混沌等非线性振动现象进行了实验和理论研究.在实验中,高功率超声换能器产生脉冲调制的高频振动激励金属板产生非线性振动,利用激光测振技术测量不同尺寸和不同固定方式下金属板复杂的非线性振动情况,并对其进行了时序分析、频谱分析以及相空间分析.根据实验条件,提出包含非线性接触阻尼的振动-碰撞动力学模型,用以研究强超声振动-碰撞作用下的板非线性振动机制,并进行了相应的理论计算.计算结果表明,超声换能器的变幅杆与金属板之间的间歇性高频碰撞作用是金属板强非线性振 关键词： 非线性板振动 强超声脉冲激发 振动-碰撞动力学     

轴向加速运动黏弹性梁受迫振动中的混沌动力学

研究了黏弹性轴向运动梁在外部激励和参数激励共同作用下横向振动的混沌非线性动力学行为. 引入有限支撑刚度, 并考虑黏弹性本构关系取物质导数, 同时计入由梁轴向加速度引起的沿径向变化的轴力, 建立轴向运动黏弹性梁横向非线性振动的偏微分-积分模型. 通过Galerkin截断方法研究了外部激励的频率和因速度简谐脉动引起的参数激励的频率在不可通约关系时轴向运动连续体的非线性动力学行为, 并对不同截断阶数的数值预测进行了对比. 基于对控制方程的Galerkin截断, 得到离散化的常微分方程组, 使用四阶Runge-Kutta方法求解. 基于此数值解, 运用非线性动力学时间序列分析方法, 通过Poincaré 映射, 观察到轴向运动梁随扰动速度幅值的倍周期分岔现象, 并比较了有无外部激励对倍周期分岔的影响. 分别在低速以及近临界高速运动状态下, 从相平面图、Poincaré 映射以及频谱分析的角度识别了系统中存在的准周期运动形态. 关键词： 轴向运动梁 非线性 混沌 分岔     

水的非线性振动能谱的自陷理论计算

用非线性自陷方程的动力学理论计算了水分子、液体水和水蒸汽等的ＯＨ和ＨＯＨ键的非线性振动的量子振动能谱，所得结果与实验值符合得较好，也比简正模式和局域模式的结果较好． 关键词：     

一种非线性动力学系统混沌现象的深入研究

本文在实验教学中引入一种非线性混沌摆系统,通过调节混沌摆的驱动力周期演示了该非线性动力学系统出现混沌现象的过程,从而让学生了解混沌现象的参数敏感性、相图特点、频谱特性等基本特性.为了进一步了解该混沌摆的特性,本文建立了该非线性摆系统的简化动力学方程,在数值上对其进行了研究.基于动力学方程的数值模拟,克服了实验上相关参数定量改变困难、摆动稳定性不易控制、实验时间周期长等问题.在数值模拟中,通过改变不同参数得到了相图、频谱图以及分岔图,比较深入详细地对这种混沌摆的相关特性进行了描述,也有利于学生加深对混沌摆的理解.     

非线性发展方程的Wronskian解及Young图证明

给出一般非线性发展方程构造Wronskian解的间接法. 根据Young图运算的性质给出了文中命题的证明, 并讨论了置换群特征标与Young图表达式系数间的关系. 关键词： 非线性发展方程 Wronskian解 Young图 特征标     

一维单原子链中杂质引起的局域振动模

讨论了一维单原子链中杂质引起的晶格局域振动模和局域振动图像,分析了杂质质量和杂质近邻力常数对振动模的影响,通过数值求解晶格振动运动方程组．给出了局域振动模关于杂质质量和杂质近邻力常数分布的相图;分析了含杂质晶格振动模频率相对于完整晶格振动模频率的变化。     

旋转光滑圆环约束质点问题研究

应用非线性动力学的原理和方法,从理论上分析了不动点的类型,并通过数值计算作出质点的相轨迹,从而更加直观地得出了多种初始条件下质点的运动情况.     

变悬点变摆长单摆运动分析

用两种方法导出了变悬点变摆长单摆的加速度和运动微分方程，分析了小球作周期振动的条件，讨论了角速度最大值的位置，并通过计算机数值计算，画出了小球作周期振动时的相图。     

Experimental bifurcation diagram of a circuit-implemented neuron model

An experimental bifurcation diagram of a circuit implementing an approximation of the Hindmarsh-Rose (HR) neuron model is presented. Measured asymptotic time series of circuit voltages are automatically classified through an ad hoc algorithm. The resulting two-dimensional experimental bifurcation diagram evidences a good match with respect to the numerical results available for both the approximated and original HR model. Moreover, the experimentally obtained current-frequency curve is very similar to that of the original model. The obtained results are both a proof of concept of a quite general method developed in the last few years for the approximation and implementation of nonlinear dynamical systems and a first step towards the realisation in silico of HR neuron networks with tunable parameters.     

新的具有光滑二次函数混沌系统的构建与实现

拓展和改变Lorenz混沌系统的非线性函数,构建一个新的具有光滑二次函数的自治混沌系统,系统包含3个系统变量乘积的非线性函数项和5个平衡点,详细讨论了平衡点的性质并计算了分形维数.利用分岔图和Lyapunov指数谱对系统随参数变化的情况进行分析后得出,系统会发生倍周期分岔.用数字信号处理芯片对混沌系统进行硬件实现,实验结果表明理论分析的正确性以及系统具有较为复杂的动力学行为. 关键词： 混沌系统 分岔图 Lyapunov指数 数字信号处理     

极大平面图结构研究

为采用常规数学方法研究“四色问题”,本文先对极大平面图的结构进行分析.提出了极大平面图的判断定理、有关性质及构成算法.     

Dynamic modeling of thickness-mode piezoelectric transducer using the block diagram approach

This paper aims to provide an alternative method to determine the characteristics of a piezoelectric transducer from measurement. A block diagram approach is proposed to analyze the dynamic characteristics of a thickness-mode piezoelectric transducer at its resonance frequency. Based on the feedback loop framework, the input-output relations of the electromechanical interaction of the transducer are described in terms of linear block diagram models. Furthermore, the closed-loop relations from external force to vibration velocity and electric current from generated voltage are easily found by Mason’s rule to characterize the equivalent mechanical admittance and electrical impedance, respectively. An example of a Langevin transducer with 28.15 kHz resonance frequency is illustrated for dynamics analysis. The frequency responses of the piezoelectric transducer, resulting from a force and current input, are respectively measured to identify the system parameters of the feedback model. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

对称双弹簧振子受迫、有阻尼横振动的混沌行为

对受周期外力驱动的对称双弹簧振子进行了研究,建立了系统的动力学方程,用线性稳定性分析方法讨论了平衡点附近邻域的稳定性,利用数值计算并结合多种分析方法,求解非线性方程和判断解的性质.通过改变系统参数,画出时域图、相图及分岔图等.计算分析和数值实验发现,这个简单的力学系统存在十分丰富的动力学行为(分岔、混沌).理论分析和数值实验结果一致.