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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 625 毫秒
1.
提出了一种求解非线性动力学方程的预测-校正数值算法.由于校正过程消除了线性化带来的误差,使计算精度得到较大提高.数值算例表明该方法正确、有效.  相似文献   

2.
非线性动力学方程的一种级数解   总被引:9,自引:1,他引:8       下载免费PDF全文
本文针对n维未知向量v的一阶微分方程v=Hv+f(v,t)进行求解,其中Hv和f(v,t)分别是右端项的线性齐次部分和非线性部分.首先,将非线性部分f(v,f)在所论时刻tk处展成t-tk=τ的泰勒级数,并通过求原函数的方法直接给出每一项的积分,从而获得了待求微分方程在级数形式下的闭合解.它的具有不同精度的各次近似解可表示成τ的分段解析函数,便于研究非线性动力学行为与其物理参数的依赖关系.本文还用算例验证了各次近似解之间的数值关系,并和解析解等作了比较.  相似文献   

3.
试采用状态方程直接积分法求解饱和土Biot固结问题,首次得到以位移未知量表示的状态方程、位移和孔隙流体压力的计算公式.算例结果表明,本方法的计算效率较高,同时精确可靠.  相似文献   

4.
本文首次运用现代非线性动力学与分岔理论对采用轮胎非线性模型的汽车悬架运动特性进行了研究。并仿真比较了轮胎线性悬架模型和非线性模型对路面激励的响应。结果表明轮胎的非线性特性对汽车悬架的动力学特性有很大影响,在一定条件下产生了Hopf分岔,并求出了产生Hopf分岔的条件。  相似文献   

5.
Van der Pol-Duffing方程的非线性动力学分叉特性研究   总被引:8,自引:0,他引:8  
应用平均法研究Van der Pol-Duffing方程的幅频响应特性,并通过奇异性理论分析其静态分叉现象。进一步的动态分叉研究对系统参数空间进行了划分,发现在不同的参数区域内,系统相空间具有完全不同的拓扑特性,并应用胞映射方法分析了特定参数区域内的多吸引子共存现象。  相似文献   

6.
非线性动力方程的增维精细积分法   总被引:30,自引:0,他引:30  
对线性定常结构的动力系统提出的精细积分法,能得到在数值上逼近于精确解的结果。但是对于非齐次动力方程却涉及到矩阵求逆的困难,而且通常与时间有关的非齐次项不能进入精细积分的细化过程。采用增维的方法,将非齐次动力方程化为齐次方程,在实施精细积分的过程中不必进行矩阵求逆。这种处理方法对于程序实现和提高数值计算的稳定性十分有利,而且在大型问题中可明显提高计算效率,数值算例显示本文方法是有效的。  相似文献   

7.
非线性Hill系统周期响应和分岔理论(Ⅱ)   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文的第一部分已刊出。第二部分我们将给出本文的数值模拟、结论及参考文献。通过数值模拟,验证了本文第一部分所提出理论的可靠性,从而为理论应用于工程实际奠定了基础。  相似文献   

8.
本文提出了结构动力学方程求解的一类二次加速度逐步积分法,推导了计算公式,分析了积分稳定性和精度,通过理论分析和具体算例表明,这种方法具有相当高的积分精度,但积分是条件稳定的。  相似文献   

9.
van der Pol-Duffing时滞系统的稳定性和Hopf分岔   总被引:8,自引:1,他引:8  
徐鉴  陆启韶  王乘 《力学学报》2000,32(1):112-116
研究了具有三次项的van der Pol-Duffing非线性时滞系统的稳定性和Hopf分岔,分析了当线性化特征方程随两参数(时滞量和增益系数)变化时特征根的分布;证明了Hopf分岔的存在性,通过构造中心流形并且使用范式方法给出的Hopf分岔的方向以及周期解的稳定性,讨论时滞量对该系统的Hopf分岔的影响。  相似文献   

10.
本文提出了结构动力学方程求解的一类二次加速度逐步积分法,推导了计算公式,分析了积分稳定性和精度。通过理论分析和具体算例表明,这种方法具有相当高的积分精度,但积分是条件稳定的。  相似文献   

11.
A new numerical integration scheme incorporating a predict-correct algorithm forsolving the nonlinear dynamic systems was proposed in this paper. A nonlinear dynamic systemgoverned by the equation v=F(v,t) was transformed into the form as v=Hv f(v,t). Thenonlinear part f(v,t) was then expanded by Taylor series and only the first-order term retained inthe polynomial. Utilizing the theory of linear differential equation and the precise time-integrationmethod, an exact solution for linearizing equation was obtained. In order to find the solution of theoriginal system, a third-order interpolation polynomial of v was used and an equivalent nonlinearordinary differential equation was regenerated. With a predicted solution as an initial value andan iteration scheme, a corrected result was achieved. Since the error caused by linearization couldbe eliminated in the correction process, the accuracy of calculation was improved greatly. Threeengineering scenarios were used to assess the accuracy and reliability of the proposed method andthe results were satisfactory.  相似文献   

12.
输液管模型及其非线性动力学近期研究进展   总被引:16,自引:0,他引:16  
徐鉴  杨前彪 《力学进展》2004,34(2):182-194
综述了输液管系统的各类物理模型及其相应的数学模型,在流体满足基本假设条件下,对于管道内径远远小于管道长度的直管和曲管,详细叙述了梁模型管动力学数学模型的建模过程以及建模方法,针对在水动压力作用下以及管道短而且薄的情形,综述了壳模型的输液管道的动力学方程.在此基础上,概述了近几年来输液管道的非线性振动、稳定性、分岔与混沌、特别是管道控制的研究现状,并对今后的发展趋势作了分析和预测.综观非线性动力学理论的发展历程可以发现选取研究对象和典型的数学模型是至关重要的.对于低维的非线性系统,常常选用van der Pol、Duffing、Mathieu、Lorenz等典型系统来进行研究工作的.通过本文可以看出,对于研究高维非线性系统动力学,流诱发输液管的动力学问题是非常典型的模型之一,它有着容易理解的工程背景、包含了梁和壳的振动问题,并且它的数学模型相对简单,然而却能包含非常复杂的非线性动力学现象,同时容易解释数学方法得到的结果易对应到工程中的实际现象.本文希望通过对输液管动力学模型及其非线性动力学和控制研究现状的综述,建立高维非线性动力学的分析模型,以便发展高维非线性动力学的分岔与混沌理论,同时建立相应的控制理论基础.   相似文献   

13.
非线性动力学方程的精细积分算法   总被引:10,自引:0,他引:10  
介绍用精细积分法求解动力学问题的原则和方法,通过实例证明用这种方法求非线性问题数值解的有效性.  相似文献   

14.
Nonlinear dynamic equations can be solved accurately using a precise integration method. Some algorithms exist, but the inversion of a matrix must be calculated for these algorithms. If the inversion of the matrix doesn‘t exist or isn‘t stable, the precision and stability of the algorithms will be affected. An explicit series solution of the state equation has been presented. The solution avoids calculating the inversion of a matrix and its precision can be easily controlled. In this paper, an implicit series solution of nonlinear dynamic equations is presented.The algorithm is more precise and stable than the explicit series solution and isn‘t sensitive to the time-step. Finally, a numerical example is presented to demonstrate the effectiveness of the algorithm.  相似文献   

15.
《力学学报》2012,44(5)
完整约束多体系统第一类Lagrange方程建模得到的运动方程是指标-3形式的微分-代数方程(differental-algebraicequations,DAEs).如果同时考虑速度约束,将得到超定运动方程,该方程是指标-2的超定微分-代数方程(over.determineddifferential-algebraicequations,ODAEsl.基于结构动力学中常用的广义-OZ方法,将其拓展,求解包含速度约束的超定运动方程,相对于其他求解指标-2ODAEs的算法,新的算法没有增加离散得到的非线性方程组方程的数目.通过数值实验验证算法,并说明其求解ODAEs不存在精度降阶的现象,仍然具有二阶精度,同时算法的数值耗散也是可以控制的.最后新方法与其他求解多体系统0DAEs形式运动方程算法的CPU时间进行了比较分析.  相似文献   

16.
多体系统动力学设计灵敏度分析直接微分法   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对受完整约束的多体系统动力学微分/代数方程数学模型动态最优化设计问题,建立了通用的目标函数和约束方程,并以此为基础,用直接微分方法系统地推导出了计算设计灵敏度的通用公式,最后通过平面机械臂模型对理论结果和相应算法进行了验证.  相似文献   

17.
时滞耦合系统非线性动力学的研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
张舒  徐鉴 《力学学报》2017,(3):565-587
随着对自然界客观规律的深入认识,工程系统设计的精细化和复杂性要求也与日剧增.在许多耦合的动态系统设计过程中要考虑由耦合过程的时滞所引发的动力学行为,该时滞来自于与传感系统、作动系统和控制系统耦合的过程.耦合时滞也广泛存在于交通、系统生物学、电子通讯、神经和信息网络等技术中.本文首先从耦合时滞出发,在以时滞为中心的耦合系统复杂动力学机制、时滞镇定耦合系统的实验基础和实现、快慢变时滞耦合系统动力学和时滞神经网络同步和去同步4个方面,对耦合时滞诱发的动力学研究进展进行综述.着重介绍了时滞耦合系统中耦合时滞诱发的高余维分岔奇异性及新的定量分析方法、中立型时滞微分方程的规范型计算、具有耦合时滞的非线性系统中耦合时滞和非线性参数的辨识方法与实验实现、快慢变时滞耦合系统的张弛振荡、耦合时滞诱发的网络系统的同步模式切换等问题的研究进展;然后在应用方面重点介绍了车床磨削加工过程中耦合时滞诱发的颤振及其机理、具有惯性项和耦合时滞的神经网络系统中耦合时滞诱发的高余维分岔和复杂动力学、时滞动力吸振器与隔振装置的设计与实验实现.最后,从耦合时滞系统的一般性理论和工程应用两个方面展望了近期值得关注的一些问题.  相似文献   

18.
近几年来,笔者提出与发展了随机激励的耗散的哈密顿系统理论,包括精确平稳解、等效非线性系统法、拟哈密顿系统随机平均法、拟哈密顿系统的随机稳定性与随机分岔、首次穿越损坏分析方法及非线性随机最优控制策略,从而构成了一个非线性随机动力学与控制的哈密顿理论框架.本文简要介绍这一理论框架.  相似文献   

19.
主要研究侧向风载荷作用下小垂度覆冰悬索的非线性非平面运动的复杂动力学. 根据分析力学、弹性力学和空气动力学理论, 建立覆冰悬索3个自由度非线性振动的偏微分运动方程,并对其进行无量纲化,运用Galerkin方法对偏微分运动方程进行离散得到3个自由度的常微分方程,再利用多尺度法得到面内主共振2:1内共振的平均方程. 利用数值方法研究悬索的非线性运动,结果表明系统呈现周期、多倍周期、概周期和混沌运动的规律.  相似文献   

20.
多体动力学的几何积分方法研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
动力系统的几何积分研究是近20年来工程计算领域非常活跃的方向.多体动力学方程(微分方程, 微分代数方程)是一类典型的动力系统,将其从Lagrange体系向Hamilton系统过渡,目的在于从欧氏几何过渡到辛几何形态, 将对偶变量引入到力学研究中,然后利用辛几何的数学框架对多体系统动力学方程进行数值计算,可以预知多体动力学系统的一些定性信息,并在数值离散时能保持这些定性性质特征,尤其在表示关键的物理意义时需要强调保持这些几何性质.简要介绍多体系统(无约束多刚体系统、完整约束多刚体系统和柔性多体系统)的Hamilton正则方程的建立和几何积分方法的构造,着重介绍了在多体动力学计算中非常有应用前景的高阶辛算法(合成辛算法、分裂合成辛算法和辛精细积分法)、多辛算法,以及广义Hamilton 系统与Lie 群积分方法等计算几何力学方法, 并对Lie群积分的投影方法、流形局部坐标法等方法进行了阐述.   相似文献   

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