具有小支流河道中不稳定流的计算

文[1]讨论了关于分岔河道中不稳定流的差分解法。然而,天然河道都是有支流的,其中特别多的是小支流。但通常都缺乏小支流的比较完整的实测水文和地形资料。故难于应用[1]中关于分岔河道的差分方法来计算。为了求得有小支流河道(或称干流)中的不稳定流,本文讨论了它应满足的水力学方程组,并选用[1]中的不等距差分格式来求解。此外,本文将用线性插值来处理地形资料;用统计方法来确定Chezy系数。实际计算表明:以上方法是简单而有效的,应用于黄浦江获得了较好的计算结果。     

小波Galerkin法在非线性分岔问题求解中的应用

通过一个典型的Bratu问题,研究了小波Galerkin法(WGM)在非线性分岔问题求解方面的应用.首先,利用基于Coiflet的小波Galerkin法,对一维和二维Bratu方程进行离散;然后针对单参数问题,推导了追踪解曲线的伪弧长格式和直接计算极值型分岔点的扩展方程;针对双参数问题,推导了追踪稳定边界的伪弧长格式和求解尖点型分岔点的扩展方程.数值结果表明,基于小波Galerkin法的非线性分岔计算不仅具有更高的计算精度,而且能够有效地捕捉双参数分岔问题的折迭线和尖点突变曲面.该算例展示了基于小波Galerkin法数值分岔计算的具体过程及其求解多参数分岔问题复杂行为的应用潜力.     

弹性薄板小挠度弯曲的Stoker问题

本文讨论在均布荷载作用下搁支矩形板的弯曲问题,即Stoker问题,提供如下成果:1.提出用许多等间距设置的单面点支撑来代替单面线支撑,将所讨论的问题转化为求解凸二次规划问题的方法,同时应用了Fourier级数,从而使得Stoker问题获得圆满解决.2.严格证明了板边与支撑之间的接触状态是稳定接触状态.3.给出了四个算例的主要数值结果和若干重要结论。     

屈曲杆大挠度弹性曲线的摄动解及其不完全分岔问题的奇异摄动解法

本文用摄动法求解了屈曲杆大挠度情况下的弹性曲线,并考虑支座处的缺陷对分岔(失稳)问题的影响,用奇异摄动的不完全分岔理论进行了计算,给出了分岔图解,并对其物理意义进行了讨论.     

寻找周期轨道的代数分析法

本文给出了计算一般代数型（有理分式）离散动力系统周期轨道的一种分析方法－代数分析法。这种方法的优点是将非线性求解问题转化为一个线性求解问题来处理。它不仅可以准确地确定包括稳定和不稳定周期轨道的位置，而且还可以详细了解周期轨道的产生和随参数演变的分岔特性。本文利用这种方法分析了一个四维二次非线性映射，并给出了其完整的低周期轨道的分岔曲线图。     

具有励磁控制的电力系统的稳定性和分岔分析

本文根据[1]所提供的带有励磁控制的发电机电力系统,对该系统的平衡点的局部稳定性和分岔进行了定性分析,当0Vs2(Xd-X'd)/2XdΣ'XdΣ且控制量uf>Efdsc ufc-Efds时,系统存在两类平衡点,其中一类是不稳定的平衡点,而另一类总是稳定的平衡点.Efds uf=Efdsc ufc是鞍结点分岔值,相应于电力系统崩溃.当Efds uf相似文献   

带控制面机翼结构基于弧长数值连续法的颤振特征研究

以三自由度二元机翼为研究对象,将浮沉位移和俯仰位移方向的非线性刚度简化为立方非线性,对于存在间隙的控制面采用双线性刚度代替.考虑准定常气流,建立气动弹性运动方程,通过数值模拟构造峰值-峰值图,反映其在不同气流速度下的振动特征.通过弧长数值连续法构造系统的分岔图,结合Floquet算子研究其稳定性及其分岔类型,所得分岔图和数值模拟的结果相吻合.由分岔图可得系统由于控制面双线性的存在,导致机翼结构振动形态多变,存在多个分岔点和多个不稳定区间,不仅存在极限环振动和非光滑准周期振动,而且在某些不稳定区间出现混沌现象.     

低Mach数翼型绕流数值模拟的低耗散预处理格式

低Mach数流动中,基于可压缩流动的数值模拟算法存在严重的刚性问题,预处理方法可以有效地解决这一问题,但其计算结果不稳定．基于原有的预处理Roe格式,引入可调节参数,得到一种新的低耗散格式．该格式可以减弱边界层以及极低速区域的过度耗散,使得整个流场计算稳定．低Mach数、低Reynolds数定常圆柱绕流和低Mach数、高Reynolds数翼型(NACA0012和S809)绕流3个验证算例表明,带可调节参数的低耗散预处理方法正确可靠,是低速流动数值模拟的有效方法．     

微分动力体系中周期轨道的扰动与稳定性问题(英文)

近年来较多地注意到从所谓混沌的角度讨论动力体系的分岔问题。设有一族常微系统(S_λ) (dy)/(dt)=S_λ(y)它是一给定系统 S_0的扰动族,其中(i)λ∈<0,μ)是参数,(ii)右端向量函数族满足一些适当的条件使得可以考虑系统 S_λ的解以及它们在某种意义下的稳定性。经常出现的情况是:当λ增加,S_0的稳定解在λ通过临界或分岔位置时变成不稳定的,但以后又呈现新的但更复杂的稳定性。经过一连串这样的分岔最终可能导至由轨线构成的相图的混沌状态。在这种模式中,周期轨道分岔扮演一特别的角色,如同著名的 Feigenbaum 现象中所揭述的那样,在一些物理实验与计算模拟中也都已观察到(例如看[1])。与此有关的一个问题是:若从不在某类扰动中出现周期轨道分岔,则相图结构将如何?本文涉及这个问题,揭述了当前微分动力体系理论中的一些成果,它们可以与上述模式互相补充。作者在中国数学会成立50周年庆祝大会(上海,1985年12月5日至11日)上,就这方面作了综合报告。     

具有单边约束的基本分岔问题的新分岔模式

含约束分岔是非线性动力系统周期解分岔研究中遇到的普遍问题,然而现有的奇异性理论关于此类问题的结果还很少。作为探讨和补充,给出余维数不大于3的10种基本分岔在约束情况下的转迁集和摄动保持分岔图的计算结果。可为约束分岔问题的研究提供直接利用的结果。     

Poisson比为1/2材料中球形空穴突变和球形空穴萌生的分岔问题研究

研究Ｐｏｉｓｓｏｎ比为１／２的Ｈｏｏｋｅ材料中,空穴的突变和萌生现象·求解一个球对称几何非线性弹性力学的移动边界（ｍｏｖｉｎｇｂｏｕｎｄａｒｙ）问题,空穴为球形,远离空穴处为三向均匀拉伸应力状态,在当前构形上列控制方程;在当前构形边界上列边界条件·找到了这个自由边界问题的封闭解并得到空穴半径趋于零时的叉型分岔解·计算结果显示,在位移＿载荷曲线上存在一个切分岔型分岔点（或鞍结点型分岔点、极值型分岔点）,这个分岔点说明在外力作用下空穴会发生突变,即突然“长大”;当球腔半径趋于零时,这个切分岔转化为叉型分岔（或分枝型分岔）,这个叉型分岔可以解释实心球中的空穴萌生现象     

混合微通道中不稳定的广义Couette流

在一个平行板通道中,部分充满了均匀的多孔介质,部分为纯流体的流动区,对其微通道中完全发展的不稳定层流进行了数值分析,流动由其中一块板的运动和压力梯度所引起.多孔介质区域的流动,采用扩展的Brinkman模型,即Darcy模型,纯净流动区域的流动,采用Stokes方程.还对稳定的完全发展流进行了理论分析,给出了分界面速度、边界板处的速度和表面摩擦的闭式解.通过数值计算发现,稳定完全发展流的闭式解,和不稳定流动的数值解,在所有时间点上得到很好地吻合.     

一类具有Dirichlet边界条件的振幅方程的稳定性与分岔研究（英文）

本文研究一个偏微分方程组的平凡稳态解(0,0)的稳定性和分岔的问题,所研究的方程组是一个定义在有界区域(0,L)上有着Dirichlet边界条件的振幅方程.文中区间长度L被看成是一个分岔参数.文章考虑平凡稳态解(0,0)处的渐近行为,利用扰动理论的方法,获得非平凡解分岔结果,进一步地分析了非平凡分岔解的稳定性及其渐近行为.     

磁场中旋转运动圆环板主共振分岔及混沌研究

研究了磁场中旋转运动圆环板的磁弹性主共振及分岔、混沌问题.通过Hamilton(哈密顿)原理推得磁场中旋转运动圆环板的横向振动方程,并采用Bessel(贝塞尔)函数作为振型函数进行Galerkin(伽辽金)积分,得到磁场中旋转运动圆环板的无量纲非线性振动常微分方程.利用多尺度法展开,得到静态分岔方程、对应的转迁集与分岔图,以及物理参数作为分岔控制参数时的分岔图.利用Mel’nikov(梅利尼科夫)方法,对系统混沌特性进行研究,得到外边夹支内边自由边界条件下异宿轨破裂的条件;通过数值计算,得到外激振力幅值作为分岔控制参数时系统的分岔图与指定参数条件下系统响应图.结果表明,磁场扼制多值现象的产生;激振频率、转速、磁感应强度越小,激振力幅值越大,系统的异宿轨越容易发生破裂,从而引发混沌或概周期运动.     

奇点处分岔解支的数目问题*

本文在孤立奇点的假设下证明了带参数非线性方程组解的孤立性,同时指出在分岔点处必有而且仅有有限条解支分岔出来．这一结论是分岔问题数值方法的一个理论基础．     

音叉式分岔的分类和它们的计算

本文考虑多参数非线性问题中音叉式分岔的分类,并提出了计算带有不同奇异性的音叉式分岔点的正则扩张系统,给出了求解正则扩张系统的一个有效算法,最后通过数值例子说明我们算法的有效性。     

一类不可压广义neo-Hookean球体的空穴分岔问题的定性研究

研究了一类不可压的广义neo-Hookean材料组成的球体的空穴分岔问题,该类材料可以看作是带有径向摄动的均匀各向同性不可压的neo-Hookean材料,得到了球体内部空穴生成的条件．与均匀各向同性的neo-Hookean球体的情况相比,证明了当摄动参数属于某些区域时,从平凡解局部向左分岔的空穴分岔解上存在一个二次转向分岔点,空穴生成时的临界载荷会比无摄动的材料的临界载荷小．用奇点理论证明了,空穴分岔方程在临界点附近等价于具有单边约束条件的正规形．用最小势能原理分别讨论了空穴分岔解的稳定性和实际稳定的平衡状态．     

中心刚体-外Timoshenko梁系统的建模与分岔特性研究

对于中心刚体固结悬臂梁系统,当不考虑梁剪应力(即Euler-Bernoulli梁)影响时,匀速转动梁的平凡解是稳定的。而对于深梁,有必要考虑剪应力(即Timoshenko梁)的影响,此时其匀速转动平凡解将出现拉伸屈曲。为此采用广义Hamilton变分原理建立了中心刚体固结Timoshenko梁这类刚-柔耦合系统的非线性动力学模型,应用数值方法研究了匀速转动Timoshenko梁非线性系统的分岔特性,以及失稳的临界转速。     

单时滞类Chen系统Hopf分岔分析

根据非线性动力学理论,以一类新的单时滞Chen系统为分析对象,针对其平衡点的稳定性和Hopf分岔参数等问题进行研究.根据Routh-Hurwitz判据分析了其平衡点的稳定性,通过计算得到单时滞Chen系统特征根的分布,进一步分析得出系统在零平衡点附近是渐进稳定的.结合Hopf分岔理论,运用特征根的分布结果,确定出系统发生Hopf分岔的时滞参数,并给出Hopf分岔条件.通过多组实验仿真验证了理论分析的正确性.     

解非线性约束方程的拉格朗日全局投影方法

基于最优化方法求解约束非线性方程组的一个突出困难是计算 得到的仅是该优化问题的稳定点或局部极小点,而非方程组的解点.由此引出的问题是如何从一个稳定点出发得到一个相对于方程组解更好的点. 该文采用投影型算法,推广了Nazareth-Qi$^{[8,9]}$ 求解无约束非线性方程组的拉格朗日全局算法(Lagrangian Global-LG)于约束方程上; 理论上证明了从优化问题的稳定点出发,投影LG方法可寻找到一个更好的点. 数值试验证明了LG方法的有效性.