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相似文献
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1.
稳定和不稳定流形是研究动力系统全局特性的重要工具.一般系统的稳定和不稳定流形的曲率在全局范围内会有明显变化,应根据流形曲率的变化采用不同尺寸的网格单元计算全局流形.然而在现有二维流形算法中,流形网格单元的尺寸在全局范围内是统一的.为持续有效地计算全局稳定流形,提高计算网格对流形曲率变化的适应性.本文在偏微分方程算法的基础上提出一种二维稳定流形的自适应推进算法.该算法的基本思想是根据稳定流形曲率的变化自适应地调整网格单元的尺寸.该算法首先在系统的稳定特征子空间中确定稳定流形的一个初始估计,该初始估计的网格单元尺寸设置为初始大小.然后根据稳定流形网格前沿的曲率特点自适应地产生新的备选网格单元,继而根据相切性条件更新备选点的坐标,并将距离平衡点最近的备选点接受为已知点,最后更新稳定流形网格的前沿并自适应地产生新的备选网格单元,通过这个迭代过程使流形网格自适应地向前推进.本文算法通过引入流形单元尺寸自适应,成功实现了洛伦兹流形和类球面流形的计算,并与偏微分方程算法进行了对比,结果表明自适应推进算法的流形计算单元的尺寸可在全局范围内根据流形曲率自适应地调整.利用自适应推进算法计算二维稳定流形,可实现稳定流形的自适应推进.  相似文献   

2.
袁国强  李颖晖 《力学学报》2018,50(2):405-414
稳定和不稳定流形是研究动力系统全局特性的重要工具. 一般系统的稳定和不稳定流形的曲率在全局范围内会有明显变化,应根据流形曲率的变化采用不同尺寸的网格单元计算全局流形. 然而在现有二维流形算法中,流形网格单元的尺寸在全局范围内是统一的. 为持续有效地计算全局稳定流形,提高计算网格对流形曲率变化的适应性. 本文在偏微分方程算法的基础上提出一种二维稳定流形的自适应推进算法. 该算法的基本思想是根据稳定流形曲率的变化自适应地调整网格单元的尺寸. 该算法首先在系统的稳定特征子空间中确定稳定流形的一个初始估计,该初始估计的网格单元尺寸设置为初始大小. 然后根据稳定流形网格前沿的曲率特点自适应地产生新的备选网格单元,继而根据相切性条件更新备选点的坐标,并将距离平衡点最近的备选点接受为已知点,最后更新稳定流形网格的前沿并自适应地产生新的备选网格单元,通过这个迭代过程使流形网格自适应地向前推进. 本文算法通过引入流形单元尺寸自适应,成功实现了洛伦兹流形和类球面流形的计算,并与偏微分方程算法进行了对比,结果表明自适应推进算法的流形计算单元的尺寸可在全局范围内根据流形曲率自适应地调整. 利用自适应推进算法计算二维稳定流形,可实现稳定流形的自适应推进.   相似文献   

3.
非牛顿体不稳定流的研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
本文通过试验和分析研究了非牛顿体明渠不稳定流的机理,阐明了不稳定流的产生和发展是由于流体具有屈服应力,利用这一机理,解释了高含沙洪水的波动和“浆河”现象、冰川流和泥流的不稳定流和泥石流的阵流现象。  相似文献   

4.
根据奇怪吸引子由无穷多不稳定不动点的不稳定流形的并的闭包构成,提出近吸引子初 法求解不稳定周期轨道,结果进一步说明了关于不稳定不动点嵌在具有分维循环的厅怪吸引子的无穷多空隙间,并且无限接近奇怪吸引子的观点。数值模拟实验表明该方法简便易行它的缺点是不能预测混沌吸引子中某一确定周期的不稳定轨道的数目 。  相似文献   

5.
冯进钤  徐伟 《力学学报》2013,45(1):30-36
基于图胞映射理论, 提出了一种擦边流形的数值逼近方法, 研究了典型Du ng 碰撞振动系统中擦边诱导激变的全局动力学. 研究表明, 周期轨的擦边导致的奇异性使得系统同时产生1 个周期鞍和1 个混沌鞍. 当该周期鞍的稳定流形与不稳定流形发生相切时, 边界激变发生使得该混沌鞍演化为混沌吸引子. 噪声可以诱导周期吸引子发生擦边, 这种擦边导致了1 种内部激变的发生, 表现为该周期吸引子与其吸引盆内部的混沌鞍发生碰撞后演变为1 个混沌吸引子.  相似文献   

6.
基于局部搜索算法的自然邻接点方法   总被引:9,自引:0,他引:9  
蔡永昌  朱合华 《力学学报》2004,36(5):623-628
自然邻接点方法(NNM)采用自然邻接点形函数进行插值,其插值形函数具有严格定义,且与 有限元形函数一样形式简洁、性能优良,因而避免了EFG法里难以准确施加位移边界条件和 材料不连续条件等诸多主要困难. 但是从形式上看自然邻接点方法仍然属于有网格的方法, 其研究和应用受到了较大的限制. 为了克服这个缺点,对于任意给定的数值积分点,提出了 一种基于局部搜索自然邻接点的寻找算法对NNM进行改进. 改进后的NNM与无单元伽辽金法 (EFG)的插值和求解过程类似,兼具有EFG的真正无网格特性及NNM的便于处理边界和材料 不连续条件等优点. 所得计算结果表明,改进后的NNM的计算精度和计算时间与NNM相当, 是一种比较理想的数值求解方法.  相似文献   

7.
过量开采地下承压水会引起地基土体的变形,进一步导致地面沉降和地裂缝等地质灾害,抽水引起地层的变形过程是土层中孔隙水和土颗粒相互作用的复杂过程.两步法和流固耦合法是计算地面沉降常用的两种思路,它们的适用性各有不同.本文基于理想的地层模型,分别建立两步法计算模型和流固耦合计算模型,利用FLAC3D6.0有限差分软件对模型进行求解,对比分析两类方法计算结果的差异.结果表明流固耦合法符合力学机制,能够更好地反映土体变形的发展过程,但计算时间更长.而两步法适用于稳定流,在渗流达到稳定流时两步法计算的孔压分布和地面沉降能够满足工程精度要求.本文的研究成果为合理选取地面沉降计算方法提供依据.  相似文献   

8.
混凝土面板堆石坝面板缝隙渗流计算模型研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对混凝土面板堆石坝面板接缝与面板裂缝的特点,基于等宽缝隙稳定流的运动规律,结合混凝土面板堆石坝的渗流机理,研究建立了面板接缝及面板裂缝的渗流计算模型,并用实例进行了验证。结果表明将等宽缝隙稳定流运动规律应用到面板接缝止水失效且面板产生裂缝情况下面板堆石坝的渗流分析中,可以获得较为准确的结果。且此方法计算过程简单,计算效率高,具有很大的实用性。  相似文献   

9.
本文对高速稳定流复杂管系的有限元模型直接用广义Lanczos法进行模态参数和稳定性分析,从而提高了计算效率。文中对完全避免复数运算进行了研究,得出了实用的计算公式,并对计算结果进行了实验验证。  相似文献   

10.
本文对于n阶一般的非线性动力系统,根据线笥算子的不变子空间理论和共轭算子概念,提出一种计算其规范形的新的矩阵表示法,能有效地解决高维和高阶计算问题。  相似文献   

11.
捷联惯导姿态算法的测试输入研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
总结了经典圆锥运动、广义圆锥运动、规则进动运动、随机角运动、温和环境等捷联姿态算法的测试输入及各自评价姿态算法性能的标准。推导出了不同频率的圆锥运动的角速率,并考查了其不可交换性误差特性,证明在此输入下算法的性能可以由经典圆锥运动来反映。提出了沿参考坐标系方向的圆锥运动,推导出了机体的角速率,并对其不可交换性误差进行了仿真研究。最后给出了在此输入下姿态算法的评价方法。沿参考坐标系方向的圆锥运动是一种新的更为普遍的测试输入。  相似文献   

12.
The motion of a particle on a screen is directly affected by the motion of the screen if airflow and intergranular friction are ignored. To study this effect, a mathematical model was established to analyze the motion of a planar reciprocating vibrating screen, and a matrix method was employed to derive its equation of motion. The motion of the screen was simulated numerically and analyzed using MATLAB. The results show that the screen undergoes non-simple harmonic motion and the law of motion of each point in the screen is different. The tilt angle of the screen during screening is not constant but varies according to a specific periodic function. The results of numerical simulations were verified through experiments. A high-speed camera was used to track the motion of three points in the longitudinal direction of the screen. The balance equation for forces acting on a single particle on the screen was derived based on the non-simple harmonic motion of the screen. These forces were simulated using MATLAB. Different types of particle motion like slipping forward, moving backward, and being tossed to different parts of the screen were analyzed. A vibro-impact motion model for a particle on the non-simple harmonic vibrating screen was established based on the nonlinear law of motion of the particle. The stability of fixed points of the map is discussed. Regimes of different particle behaviors such as stable periodic motion, period-doubling bifurcation motion, Hopf bifurcation motion, and chaotic motion were obtained. With the actual law of motion of the screen and the behavior of a particle on the screen, a theoretical basis for design optimization of the screen is provided.  相似文献   

13.
采用界面跟踪法FTM(Front-Tracking Method),并结合CSF(continuum surface force)模型,研究了在垂直方向上温度分布不均匀的对称流场中由Marangoni效应引起的气泡上升运动问题。模拟了在不同的M a数和Pr数下单气泡及同轴双气泡的运动。研究结果表明,在不同的M a数下气泡的运动差异较大,M a数越大,气泡运动至稳态时的速度越大,且气泡运动的最大速度值与M a数呈正相关关系;增大Pr数所造成的粘度增大或热扩散率减小将削弱气泡的迁移运动;Marangoni对流中双气泡的局部运动证实了温度梯度和气泡运动速度紧密相关。  相似文献   

14.
本文利用Lagnrange方程建立了卫星太阳电池翼伸展运动的数学模型.这是一个包含摩擦阻尼、结构阻尼和空气阻尼参数的非线性微分方程组.在用气垫消除了重力影响但存在空气阻尼的地面环境中,对实尺太阳电池翼模型进行了伸展运动的模拟试验并用频闪摄影技术记录了运动的时间历程.再利用最小p乘优化方法识别出该系统的各个阻尼参数.通过对系统运动方程进行数值积分求得的太阳电池翼的伸展运动历程与实测值相当吻合.取空气阻尼等于零,得出了太阳电池翼在无空气阻尼的太空中的伸展运动规律.  相似文献   

15.
The tensile response of single crystal films passivated on two sides is analysed using climb enabled discrete dislocation plasticity. Plastic deformation is modelled through the motion of edge dislocations in an elastic solid with a lattice resistance to dislocation motion, dislocation nucleation, dislocation interaction with obstacles and dislocation annihilation incorporated through a set of constitutive rules. The dislocation motion in the films is by glide-only or by climb-assisted glide whereas in the surface passivation layers dislocation motion occurs by glide-only and penalized by a friction stress. For realistic values of the friction stress, the size dependence of the flow strength of the oxidised films was mainly a geometrical effect resulting from the fact that the ratio of the oxide layer thickness to film thickness increases with decreasing film thickness. However, if the passivation layer was modelled as impenetrable, i.e. an infinite friction stress, the plastic hardening rate of the films increases with decreasing film thickness even for geometrically self-similar specimens. This size dependence is an intrinsic material size effect that occurs because the dislocation pile-up lengths become on the order of the film thickness. Counter-intuitively, the films have a higher flow strength when dislocation motion is driven by climb-assisted glide compared to the case when dislocation motion is glide-only. This occurs because dislocation climb breaks up the dislocation pile-ups that aid dislocations to penetrate the passivation layers. The results also show that the Bauschinger effect in passivated thin films is stronger when dislocation motion is climb-assisted compared to films wherein dislocation motion is by glide-only.  相似文献   

16.
The motion of a moored floating body under the action of wave forces, which is influenced by fluid forces, shape of the floating body and mooring forces, should be analysed as a complex coupled motion system. Especially under severe storm conditions or resonant motion of the floating body it is necessary to consider finite amplitude motions of the waves, the floating body and the mooring lines as well as non-linear interactions of these finite amplitude motions. The problem of a floating body has been studied on the basis of linear wave theory by many researchers. However, the finite amplitude motion under a correlated motion system has rarely been taken into account. This paper presents a numerical method for calculating the finite amplitude motion when a floating body is moored by non-linear mooring lines such as chains and cables under severe storm conditions.  相似文献   

17.
In this paper, the three degrees-of-freedom motion of a two-dimensional rectangular liquid tank under wave action is simulated by the boundary element method in time domain. The coupling effects between tank motion and internal sloshing flow are investigated in partially filled conditions. The fourth-order Runge–Kutta method is adopted to update the wave shape and velocity potential on the free surface. The fully nonlinear mutual dependence of the incident wave, tank motion and internal sloshing flow is decoupled through an auxiliary function method, by which the liquid tank acceleration can be obtained directly without knowing the pressure distribution. The corresponding validation of numerical model is carried out and indicates that the accuracy of the present method is satisfactory to evaluate the dynamic responses of tank and sloshing motion. The corresponding response amplitude operators of tank motions for various wave frequencies, amplitudes and filling conditions are obtained, and the nonlinear coupling effects of sloshing flow on the tank responses are analyzed. It is found that the coupling effects have significant influence on sway and roll motion while have little impact on heave motion. The most important coupling effects on roll motion are the split of peak. In addition, due to the nonlinearity of sloshing flow, the roll motion amplitude is not linearly proportional to wave amplitude.  相似文献   

18.
万有引力场中陀螺体的混沌运动   总被引:1,自引:0,他引:1  
成功  刘延柱  彭建华 《力学学报》2000,32(3):379-384
研究万有引力场中沿圆轨道运行的非对称陀螺体的姿态运动,引入Deprit正则变量建立系统的Hamilton结构,利用Melnikov方法证明在万有引力短作用的昆体产生混沌运动的可能性。对Poincare截面的数值计算表明提高陀螺体的转子转速可对混沌起抑制作用。  相似文献   

19.
为解决船用捷联惯导系统传递对准仿真中载体机动方式与实际差别较大的问题,提出了基于舰船空间运动的传递对准精度考核的仿真验证系统,提高载体机动方式仿真逼真度。仿真验证系统通过舰船空间运动建模,提供接近真实运动环境的空间运动参数;通过设计空间变换算法,实现了空间运动参数与主惯导惯性器件模拟输入的转化;通过杆臂及挠曲变形计算,实现了子惯导惯性器件模拟输入的转化;文中给出了各模块的算法及解算流程。速度+姿态传递对准算法仿真验证结果为10 s内水平失准角精度优于0.02;方位失准角精度优于0.05。仿真验证试验结果表明了该方案的可行性和实用性,该方案为其他领域的传递对准方案分析及验证提供了有效的参考依据。  相似文献   

20.
齿轮副中的齿距偏差等短周期误差使系统出现复杂的周期运动, 影响齿轮传动的平稳性. 将该类复杂周期运动定义为近周期运动, 采用多时间尺度Poincaré映射截面对其进行辨识. 为研究齿轮副的近周期运动, 引入含齿距偏差的直齿轮副非线性动力学模型, 并计入齿侧间隙与时变重合度等参数. 采用变步长4阶Runge-Kutta法数值求解动力学方程, 由所提出的辨识方法分析不同参数影响下系统的近周期运动. 根据改进胞映射法计算系统的吸引域, 结合多初值分岔图、吸引域图与分岔树状图等研究了系统随扭矩与啮合频率变化的多稳态近周期运动. 研究结果表明, 齿轮副中的短周期误差导致系统的周期运动变复杂, 在微观时间尺度内, 系统的Poincaré映射点数呈现为点簇形式, 系统的点簇数与实际运动周期数为宏观时间尺度的Poincaré映射点数. 短周期误差导致系统在微观时间尺度内的吸引子数量增多, 使系统运动转迁过程变复杂. 合理的参数范围及初值范围可提高齿轮传动的平稳性. 该辨识与分析方法可为非线性系统中的近周期运动研究奠定理论基础.   相似文献   

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