新三维非线性系统的动力学分析

通过代数方法,构造出来一个具有复杂混沌吸引子的非线性混沌自治三维系统．从理论和数值两方面对吸引子进行了分析和仿真,得到了系统在平衡点处不稳定的参数范围．通过分岔图和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数谱进一步揭示了系统丰富的动力学行为．     

约束矩阵方程的中心对称解及其在振动理论反问题中的应用

研究了中心主子矩阵约束下矩阵方程的中心对称解.利用矩阵向量化、Kronecker乘积及奇异值分解方法,得到了有解的充分必要条件及解的一般表达形式.同时,考虑了与之相关的对任意给定矩阵的最佳逼近问题.进而,给出在振动理论反问题中的应用,利用截断的主质量矩阵(或主刚度矩阵)、截断模态矩阵以及质量矩阵(或刚度矩阵)的中心主子阵,求系统的质量矩阵(或刚度矩阵).最后用两个例子说明文中方法的有效性.     

直管束流固耦合振动的数值模拟

为了研究反应堆结构中的诸如燃料棒、蒸汽发生器和其它换热器传热管束等的流体-结构交互作用问题,利用有限体积法离散大涡模拟(large eddy simulation, LES)的流体控制方程,用有限元方法求解结构动力学方程,并结合动网格技术,建立三维流体诱发振动的数值模型,模拟直管束中流体的流动及结构振动,实现计算结构动力学(computational structure dynamics, CSD)与计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)之间的联合仿真．首先,基于流固耦合方法对单管的流致振动特性进行了详细分析,得到了其动力学响应与流场特性;其次基于建立的传热管束流致振动计算模型,研究了两并列管、两串列管以及3×3正方形排列管束的流致振动行为．     

有限流体域内不同位置处的柔性管涡致振动机理研究

针对有限流体域内柔性管的涡致振动问题,将柔性管离散为若干空间梁单元,流体域采用实体单元离散,建立了有限流体域内柔性管系统的流固耦合模型及数值计算方法,设计并加工圆柱流体域内柔性管振动专用实验装置,采用GWT-2B双轴加速度传感器对柔性管的振动进行监测,并与数值模拟结果进行对比,吻合程度较好.基于该文的模型和方法,对圆柱流体域内不同位置处柔性管的涡致振动机理进行研究.结果表明,柔性管偏离入口流速位置的角度越大,越容易发生流体弹性不稳定性,柔性管的振动愈剧烈;而正对入口流速的位置,不易发生流体弹性不稳定性,柔性管振动减弱.     

稳态热传导的二阶一致无网格法

将具二阶一致性的3点积分方法(quadratically consistent 3-point integration method,QC3)拓展到稳态热传导问题的无网格法分析中.数值结果表明,与标准三角形积分方法以及已存在的仅满足线性一致性的1点积分方法相比,所建议的QC3方法不仅能精确地通过二阶分片试验,而且在精度、收敛性以及计算效率等方面都表现出显著优势.     

大跨度屋盖钢结构拆撑过程模拟分析的约束方程法

分类介绍了目前在大跨度屋盖钢结构拆撑过程模拟分析中常用的几种方法(即支座位移法、等效杆端位移法、千斤顶单元法和千斤顶-间隙单元法)及其特点,针对现有方法的不足,提出了一种新的拆撑过程模拟计算方法——约束方程法.分别采用已有模拟方法和该方法对一个三点支撑的两端固定梁进行了拆撑过程模拟分析;对采用各种模拟计算方法得到的千斤顶轴力、支撑点位移以及梁中弯矩进行比较,验证了该文方法的有效性.数值分析结果表明,约束方程法是一种合理有效的模拟方法,能够正确模拟大跨度屋盖钢结构拆撑过程计算模型中的卸载单元.     

向量优化问题有效点集的稳定性

在不需要紧性假设下,利用拟C-凸函数及回收锥的性质,建立了向量优化问题有效点集的稳定性,获得了一列目标函数和可行集均扰动情形下的向量优化问题与对应的向量优化问题有效点集的Painlevé-Kuratowski内收敛性结果。所得结果推广和改进了相关文献(Attouch H,RiahiH.Stability results for Ekeland’s-variational principle and cone extremal solution;Huang X X.Stabilityin vector-valued and set-valued optimization)中的相应结果,并给出例子说明了所得结果的正确性。     

保持球对称的相容流体算法的构造

重点研究如何在二维柱坐标系中保持流体运动的球对称问题.该问题需要对整个流体算法做细致的分析与设计,从而获得不同的方法.基于Caramana介绍的修正压强梯度算子构造了保持球对称的相容流体算法,该算法还包括了边人工粘性方法、子网格压力的计算方法,以及预估步与校正步相结合的策略.并且,考虑了总能量的守恒性,讨论了网格节点质量保持不变的必要性,以及基于相容格式证明了边人工粘性的耗散性.数值模拟结果与已知数据的比对验证了程序的正确性、稳定性.     

传递辛矩阵群收敛于辛Lie群

通过作用量变分原理,给出了Hamilton正则方程离散积分的传递辛矩阵表示,利用Hamil-ton正则方程给出了其对应的Lie代数。说明了当时间区段长度趋近于0时,离散系统积分的传递辛矩阵群收敛于连续时间Hamilton系统微分方程分析积分得到的辛Lie群。     

几种结构非概率可靠性模型的比较研究

相对概率可靠性模型和模糊可靠性模型,基于区间分析的结构非概率可靠性模型对数据的要求低,因此在实际工程中对非概率可靠性模型的研究越来越重要.近年来,非概率可靠性理论得到了很好的发展和完善.文中综述了已有的4种主要的非概率可靠性模型,针对线性结构功能函数,分别从度量原理、可靠性指标物理意义、适用范围和结果精度等方面对各可靠性模型进行比较与总结;针对非线性结构功能函数,对各可靠性模型的适用性进行了初步的讨论,从而对非概率可靠性模型有更加全面和深刻的理解,为实际工程中非概率可靠性模型的选取提供重要的理论依据.     

毛细滞回内变量模型的高效数值积分方法

毛细滞回内变量模型是基于热动力学基本原理推导出来的土水特征本构模型,能够有效地描述干湿循环情况下非饱和土中的毛细滞回现象.研究了该模型的形式特点和数值积分方法,就经典的Euler法、4阶Runge-Kutta法和4阶Adams-Bashforth法的积分效果进行了对比.计算结果表明,Euler法精度很低,累计误差较大;4阶Adams-Bashforth法精度最高,且运算效率高于同阶的Runge-Kutta法,适合对该模型进行求解和参数标定.将基于Adams-Bashforth法的子程序集成到有限元程序中,两相渗流模拟结果的精度有了较大提高.     

不同铺层厚度复合材料的低速冲击特性与损伤模式研究

复合材料凭借其轻质、高强的特性逐渐在工程材料界占据重要地位,对于复合材料的冲击损伤的研究也一直吸引着诸多研究学者的关注.为表征不同铺层厚度复合材料层合板的抗冲击性能,利用自由落体冲击设备,进行了复合材料层合板的冲击实验研究.给出了不同冲击能量下的损伤模式,并利用位移、速度、接触力以及能量的时间变化曲线,深入分析了侵入和穿透两种损伤模式的特点.研究发现,随着铺层厚度的增加,复合材料在冲击过程中吸收的能量也随之增加.引入能量平衡法,基于体系的能量守恒定律,利用Newton-Raphson数值方法求解了侵入损伤模式下的接触力大小,通过实验结果给定挠度求解了对应的速率变化情况,并将理论结果与实验结果进行比较.     

多介质问题分析的前处理程序PreGenGrid

概述了多介质问题数值模拟前处理程序PreGenGrid的主要功能,着重介绍了该前处理程序网格自动生成功能和多介质问题多块网格生成后的无缝拼接技术,给出了多介质问题网格实例,验证了前处理程序PreGenGrid的特点.PreGenGrid是科学计算和复杂工程技术人员进行数值模拟的理想工具.     

三维横向流体诱发直管振动的数值模拟

基于有限体积法和有限元法,结合动网格控制技术,建立了横向流体作用下三维弹性直管流致振动计算的数值模型,实现了计算结构动力学与计算流体力学之间的联合仿真．首先,通过对刚性管的静止绕流计算,研究了网格离散方式和不同湍流模型对圆柱类结构静止绕流流场特征的影响和预测能力,得到了适用于双向耦合分析的CFD模型;其次,利用基于双向流固耦合方法的流致振动模型,计算并分析了流体力与结构位移间的相位关系,指出流体力与位移间的相位差是由流体力引起的,同时对双向耦合和单向耦合进行了比较分析;最后通过对直管流致振动的数值计算,联合管表面压力、尾流区时均速度、分离角等时均量,分析了尾流区的流场特征.     

一种新的计算Timoshenko梁截面剪切系数的方法

Timoshenko梁理论中考虑了截面剪切变形的影响,推导了一种新的计算剪切系数的方法.首先采用悬臂梁纯弯曲变形条件下截面剪应力分布的精确解,基于能量原理得到了各种梁截面剪切系数新的表达式,然后推导了弯扭耦合变形条件下截面剪应力分布的精确解,进一步获得了该条件下截面的剪切系数.结果表明,悬臂梁端面作用力偏离截面的弯曲中心将使剪切系数变小,通过与Cowper计算结果的对比发现结果偏小,其原因是Cowper没有考虑与外力垂直的剪应力的影响,因此新的计算结果更优越.     

一类具有分布时滞和非线性发生率的媒介传染病模型的全局稳定性

建立了一类具有分布时滞和非线性发生率的ＳＩＲ媒介传染病模型,分析得到了决定疾病是否一致持续存在的基本再生数．而且当基本再生数不大于１时,疾病最终灭绝;当基本再生数大于１时,模型存在惟一的地方病平衡点,并且疾病一致持续存在于种群之中．通过构造Ｌｙａｐｕｎｏｖ泛函,证明了在一定条件下地方病平衡点只要存在就全局稳定．同时指出了证明地方病平衡点全局稳定时可适用的Ｌｙａｐｕｎｏｖ泛函的不惟一性．     

具有时滞耦合的n个van der Pol振子弱共振双Hopf分岔

研究了具有时滞耦合的n个van der Pol振子系统中发生的弱共振双Hopf分岔.应用改进的多尺度方法,得到了2∶5共振的复振幅方程.通过将复振幅设为极坐标形式,将复振幅方程转化为一个二维的实振幅系统.通过研究实振幅方程的平衡点及其稳定性,对系统在2∶5共振点附近的动力学行为进行了开折和分类.得到了一些有趣的动力学现象,如振幅死区、周期解和双稳态解等,相应的数值模拟验证了理论结果的正确性.     

用改进的代数方法构造(2+1)维ZK-MEW方程的精确行波解

利用一种改进的统一代数方法将构造(2+1)维ZK-MEW((2+1)-dimensional Zakharov-Kuznetsov modified equal width)方程精确行波解的问题转化为求解一组非线性的代数方程组。再借助于符号计算系统Mathematica求解所得到的非线性代数方程组,最终获得了方程的多种形式的精确行波解。其中包括有理解,三角函数解,双曲函数解,双周期Jacobi椭圆函数解,双周期Weierstrass椭圆形式解等。并给出了部分解的图形。     

中学阶段集合概念的教学设计研究全文替换

集合是现代数学的重要研究工具,是中学数学教学的重要内容之一.本文基于认知基础不同的两个学段的学生：初中学生和高中学生,探讨集合内容的教学设计.     

考虑大数据技术水平和供应竞争的众包物流服务质量最优控制

物流需求激增会导致众包平台面临接包方供应短缺的竞争环境，针对这种情形，考虑大数据技术建立了众包物流服务质量控制模型并展开了数值分析。研究发现：最优大数据技术水平、服务平台和接包方的最优质量控制水平随质量敏感系数的减少而减少，服务平台的最优质量控制水平随单位需求延误成本的减少而增大；众包物流平台采用大数据技术策略，会提高自身的质量控制水平，但不会使竞争平台的质量控制水平提升或者降低，当大数据技术成本优化比例系数满足特定条件时，会导致更多的平台利润；接包方质量控制水平不随其服务的平台是否应用大数据技术策略而改变。