柔性桥梁颤振导数间的相互关系的参数分析(Ⅰ)

在作者先前给出(徐旭,曹志远.柔长结构气固耦合的线性与非线性气动力学理论.应用数学和力学,2001,22(12):1299-1308.)的柔性结构半解析颤振导数的基础上,研究了桥梁颤振导数之间的内在联系和相互关系,并通过两个具体的桥梁颤振导数的测量试验数据,对其进行了分析验证.同时,也对颤振导数随着桥梁断面的气动中心、转速以及角度变化规律作了参数研究.数据分析的结果不仅验证了前文半解析颤振导数表达式的正确性,也进一步验证了半解析颤振导数之间存在一定的必然联系,同时也表明给出的半解析的颤振导数是适用于流线型断面的桥梁的.     

深埋隧洞围岩应力的精确解与近似解的对比分析

对不同断面形状的深埋隧洞进行了分析,比较了隧洞围岩应力解析解与通过当量半径方法得到的近似解之间的差别.首先,应用复变函数的基本理论,给出圆形、椭圆、矩形、直墙拱形等几种常见深埋隧洞围岩应力的解析表达式.其次,应用当量半径的折算形式,将其任意形状的边界转化为标准圆形断面,利用Lamé解答得到了各围岩应力分量.最后,考虑隧洞断面形状参数的变化,通过数值算例对精确解和近似解进行了比较,分析了当量半径折算形式的精确度.在此基础上,应用有限元方法验证了复变函数解析解的精确性,以椭圆、矩形和直墙拱形的复变函数解验证当量半径精确度.结果表明,当量半径的折算形式解答与精确解答之间相似程度与隧洞的断面形状和几何参数之间有着密切的关系.     

Influences of Attack Angles on Aerodynamic Derivatives and Flutter Characteristics of Flat Box Girders北大核心CSCD

以南京第四长江大桥扁平箱梁为研究对象,通过节段模型自由振动风洞试验详细测试了模型在不同风攻角下的颤振响应,探讨了系统非稳态及稳态临界振幅随风速的演化规律.首先,基于颤振响应振幅包络,结合Hilbert变换,识别了系统振幅依存的模态阻尼,并初步阐释了颤振形态随风攻角转变的机理.其次,提取了系统在不同风攻角下的模态参数,基于双模态耦合闭合解法,识别了断面在不同风攻角下的非线性颤振导数,研究了关键颤振导数振幅依存性随风攻角变化的规律及对断面颤振形态和特性的潜在影响.最后,通过逐项拆解模态阻尼,深入剖析了风攻角对非耦合及耦合气动阻尼的影响,并阐明了分项阻尼导致系统颤振性能差异性的动力学机理.     

不同形式柯西-黎曼方程的比较与分析

在复变函数中 Cauchy-Riemann方程是判断函数可微与解析的主要条件 ,同时也是复分析与偏微方程理论之间的一座桥梁 .本文从不同的角度导出了 Cauchy-Riemann方程的几种形式 ,并在此基础上研究复变函数的导数     

柔长结构气固耦合的线性与非线性气动力理论

针对柔性结构与风在三方向相互作用的特点,在合理的结构节段力学模型的基础上,建立了新的气动力模型,即三分力系数C_i=C_i(β(t),θ),(#em/em#=D,L,M)不仅是瞬时攻角的函数,而且也是转速的函数,并依据“片条理论”与改进的“准静态理论”,提出了推导结构节段模型与风相互作用的线性与非线性气动力项的方法,从而将土木工程中柔性结构与风的相互作用的线性与非线性理论集中到一个模型中.对于线性气动力部分,给出了与经典气动力公式中相对应的颤振导数的半解析表达式.对于非线性气动力部分,给出了扭转气动耦合的非线性气动力表达式,并给出了Tacoma大桥扭转非线性运动的控制方程,其形式与结果与V.F.B-m的相吻合.     

不同形式柯西—黎曼方程的比较与分析

在复变函数中Cauchy-Riemann方程是判断函数可微与解析的主要条件，同时也是复分析与偏微方程理论之间的一座桥梁。本从不同的角度导出了Cauchy-Riemann方程的几种形式，并在此基础上研究复变函数的导数。     

和一类积分算子相关的单叶函数的子类

在Ruscheweyh定义了解析函数的Ruscheweyh导数[1]之后,许多学者相继研究了与Ruscheweyh导数有关的单叶或者多叶解析函数类.近来,Jung,Ki m和Srivastava[5]引入了下面的单参数积分算子类:Iσf(z)=zΓ2(σσ)∫0zlogtzσ-1f(t)dt,σ0,f∈Α.算子Iσ和Flett[6]研究的乘数变换密切相关.本文利用算子Iσ定义了两个函数类.首先研究在单位圆内解析的单叶函数类Rσ(A,B),给出函数类的包含关系Rσ(A,B)Rσ+1(A,B),同时也考虑了在积分算子Fλ的作用下的函数类的包含关系以及当λ取特殊值1时的特殊情况.其次研究了函数类Rσ(A,B)中系数为正实数的函数类Sσ(A,B),给出函数f(z)属于类Sσ(A,B)的充分必要条件.     

二阶模糊微分方程的Adomian解法

在一阶广义Hukuhara导数的基础上定义了模糊值函数的二阶广义Hukuhara导数,利用该导数研究了二阶模糊微分方程的模糊初值问题,将二阶模糊微分方程转化成4个等价的常微分方程组,给出了模糊初值问题近似解析解的Adomian解法,文中给出了具体算例.     

Pre-Schwarz导数意义下区域之间的距离

Lehto曾用Schwarz导数定义了边界多于一点的两个单连通区域的Mbius等价类之间的"距离",并猜测它是一个距离.但最近Bozin和Markovic否定了这一猜想.一个自然的问题就是:在Pre-Schwarz导数意义相应情况如何?用Pre-Schwarz导数给出了边界多于一点的两个单连通区域的仿射等价类之间的"距离",并证明了这样定义的"距离"是一个伪距离,即使将其限制在由具有解析边界的单连通区域的仿射等价类空间上也是如此.     

非紧致集上的最优值函数与广义半无限极大极小规划

研究非紧致集上的最优值函数, 给出了它的方向导数与次微分的结构表示式, 利用它们建立了广义半无限极大极小规划与其一阶最优性条件.     

基于有限元和Duhamel积分的移动力问题分析方法研究

针对桥梁在移动力作用下的动力响应问题,提出了一种基于有限元模型和Duhamel积分的半解析分析方法,以此为基础,推导了多个移动力作用下桥梁动力响应的共振和相消条件.该方法基于桥梁有限元模型的振型,通过单元形函数构造桥面分段连续振型,得到Duhamel积分在任意桥面单元内的解析表达,将时间变量从被积函数中分离出去并利用积分的可加性,使得前面时刻的积分不必重复计算,因此每一个计算时间节点仅需计算一次简单积分和一次求和,这样极大地减少了计算时间.该方法在计算中未引入任何近似,且其精度与时间积分步长无关,是有限元模型下的解析解答.在数值算例中,分别针对简支梁和三跨连续桥梁,通过与解析解和Newmark法的对比,验证了该方法的精确性;然后针对多个移动力问题,验证了桥梁动力响应的共振和相消条件,探讨了载荷间距对复杂结构动力响应共振和相消的影响.     

具有Caputo导数的分数阶退化脉冲微分系统的有限时间稳定性

本文通过构建新的Lyapunov泛函,并利用Caputo导数的相关性质以及广义的Gronwall不等式研究了同时带有扰动和脉冲因素的分数阶退化线性系统在Caputo导数意义下的有限时间稳定性问题.在此基础上给出了在没有扰动的情形下分数阶退化脉冲微分系统的有限时间稳定性的判据,所获得的结果推广了相关文献的结论.最后针对不同的情况给出具体数值例子验证了定理条件的有效性.     

二次特征值问题特征对的一阶与二阶偏导数

本文研究了解析依赖于多参数的二次特征值问题特征对偏导数的计算.利用计算广义特征值问题特征向量偏导数的模态法.提出了一种计算二次特征值问题特征对一阶、二阶偏导数的方法.本文最后以弹簧质点阻尼系统为例验证了所给结论的正确性和方法的有效性.     

介质与结构三维动力相互作用分析的半解析边界元—半解析有限元结合法

本文将半解析边界元一半解析有限无结合法用于介质与结构的动力相互作用研究:用半解析边界元法分析具有复杂地表面的半无限介质,用半解析有限元法分析具有任意截面形状的柱体结构,利用介质与结构交界面上的位移相容条件和力平衡条件,将介质与结构联系起来。联立京解上述半解析边界元方程和半解析有限元方程,对应每一时间步进,可同时求出介质与结构交界面上的位移、速度、加速度和相互作用力以及地表面的运动情况.与目前广泛研究的边界元—有限元结合法相比,本方法在介质与结构二个个区域各降低了一维空间,因而离散单元数和计算工作量大幅度减少,人工输入数据非常简单.文中还考虑了地下结构的长跨比效应、厚度效应和介质效应.     

关于双解析函数几个命题的一些注记

给出的双解析函数的高阶导数公式及其简单的证明.其次,建立了双解析函数的Cauchy不等式.最后,运用解析函数的奇点性质证明了双解析函数的拟Liouville定理.     

调和函数类的一些界的估计结果北大核心CSCD

研究了单位开圆盘内保向复值的调和函数类,其中函数的解析部分满足一定的从属条件.完整的给出了该函数类Bloch常数的界、系数估计、增长和偏差不等式的界.进一步,通过指定一些关键参数,证明其pre-Schwarzian导数的范数也是有界的.     

单位圆内二阶线性微分方程的解与小函数的关系

讨论了系数是单位圆内解析函数的二阶齐次和非齐次线性微分方程的解及其一阶导数和二阶导数与小函数之间的关系,并得到了它们之间的精确估计.     

具有左简纯正断面的正则半群

本文引入并研究了左简纯正断面, 得到了与之相关的若干刻画; 推广并丰富了Blyth 和AlmeidaSantos 于1996 年得到的关于左简逆断面及Kong 于2007 年得到的关于纯正断面的相关结果; 同时,给出了具有左简纯正断面的正则半群的结构定理.     

四阶抛物偏微分方程的H1-Galerkin混合元方法及数值模拟

到目前为止, H¹-Galerkin 混合有限元方法研究的问题仅局限于二阶发展方程. 然而对于高阶发展方程, 特别是重要的四阶发展方程问题的研究却没有出现. 本文首次提出四阶发展方程的H¹-Galerkin 混合有限元方法, 为了给出理论分析的需要, 我们考虑四阶抛物型发展方程. 通过引进三个适当的中间辅助变量, 形成四个一阶方程组成的方程组系统, 提出四阶抛物型方程的H¹-Galerkin 混合有限元方法. 得到了一维情形下的半离散和全离散格式的最优收敛阶误差估计和多维情形的半离散格式误差估计, 并采用迭代方法证明了全离散格式的稳定性. 最后, 通过数值例子验证了提出算法的可行性. 在一维情况下我们能够同时得到未知纯量函数、一阶导数、负二阶导数和负三阶导数的最优逼近解, 这一点是以往混合元方法所不能得到的.     

二元凸函数的判别条件

给出了二元凸函数的定义,导出了二元凸函数的判别条件,该判别条件由二元函数的二阶导数给出.用二元凸函数的判别条件和半正定的(半负定)矩阵的性质,得到了二元二次多项式凸性的简单判别形式.