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  • 简介:针对可分型矩阵的特性,结合2^N类算法为可分型指数矩阵的计算提出一种快速精细积分法.核心思想是:利用可分型矩阵中的子矩阵进行分块计算;增加Taylor展开式的保留项数,减少迭代次数.一方面,程序实现简便,另一方面,数值算例表明:对矩阵维数很大的可分型指数矩阵计算来说,本文的快速精细积分法减少了计算量和存储量,大大地提高了计算效率.

  • 标签: 可分型指数矩阵 2N类算法 快速精细积分法 子矩阵
  • 简介:采用由闭轨分岔出极限环的思路给出了伪振子分析的严格证明,所得结果推广了伪振子分析的主要结论,使其能够应用于高阶Hopf分岔问题,其中分岔周期解的稳定性分析需要高于三次的非线性项.论文给出两个数值算例检验了伪振子分析的有效性.

  • 标签: 伪振子分析法 HOPF分岔 时滞微分方程 极限环
  • 简介:使用有限元传递矩阵分析了某大长径比弹箭的固有振动特性,成功求得了其固有振动频率和振型函数,计算结果得到试验验证.该方法兼备有限元建模方便、应用范围广和传递矩阵法应用灵活、矩阵阶次低、计算速度快的优点,易于分析复杂变截面结构弹箭的振动特性,并且可直接利用商业有限元软件得到该方法仿真所必需的质量矩阵和刚度矩阵.

  • 标签: 大长径比弹箭 固有振动特性 有限元传递矩阵法
  • 简介:首先利用哈密顿原理,将桥梁结构振动微分方程转化为哈密尔顿正则方程形式,然后将精细积分思想的算法引入到辛算法中,形成辛精细积分算法.在时间微段上,将非齐次项正弦/余弦化,得到了荷载识别的辛精细积分格式.与传统Runge-Kutta方法及荷载识别的精细积分格式相比,仿真算例表明本文算法不仅提高了识别精度,而且在长期定量计算中保持了辛算法的稳定性,计算结果不受积分步长的影响,因此可通过增大积分步长,缩短仿真时间,提高计算效率.

  • 标签: 荷载识别 桥梁结构 哈密尔顿系统 辛精细积分 移动荷载 Runge-Kutta方法
  • 简介:针对结构动力方程转化为状态空间方程后矩阵维数增加而导致计算量增大的问题,考虑状态空间方程中所含外部荷载的特点,提出了一种新的改进精细直接积分法.给出了利用梯形公式、复化梯形公式、辛普生公式、复化辛普生公式、科特斯公式、高斯公式计算杜哈姆积分时的计算格式,分析了不同计算格式下的计算精度和计算效率.数值算例表明本文改进方法的正确性.

  • 标签: 结构动力方程 直接积分 分块计算 精细积分 改进方法
  • 简介:提出力学系统Lagrange函数和第一积分之间存在一种新关联,在此基础上给出变分法逆问题的一种新的直接解法.证明系统Lagrange函数可以由带修正因子的第一积分构成,导出修正因子应满足的偏微分方程,运用此解法构建不同系统的Lagrange函数和函数族,并讨论新解法的特点.

  • 标签: 分析力学 变分法逆问题 微分方程 第一积分 LAGRANGE函数
  • 简介:基于连续Galerkin方法,给出非完整约束下多体系统时间离散的变分数值积分方法.首先对非完整多体系统Hamilton正则方程的弱形式进行时间离散,得到变分积分公式,然后讨论该积分方法对能量及约束的保持,最后以蛇板为例对该方法进行数值验证和比较.

  • 标签: 多体系统 非完整约束 数值积分 GALERKIN方法 蛇板
  • 简介:描述了振动声系统建模技术的基本概念.根据域分解的连续性条件,讨论了界面的压力和速度连续以及阻抗连续,应用加权余量推导了两者的耦合模型.并用LMS/SYSNOISERev5.5进行了有限元数值模拟,计算结果与有限元结果符合得较好.通过比较两种连续性条件,发现前者更适合较小的计算模型而后者更适合较大的计算模型.最后对域分解提出了几个简单优化原则.

  • 标签: 声学 多域 域分解 Trefftz法
  • 简介:引入离散奇异内积分析材料非线性圆柱的动力响应.离散奇异内积方法是一种结合全局方法的高精度和局域方法的稳定性的计算方法.数值分析过程中用离散奇异内积方法离散空间导数,用四阶Runge—Kutta离散时间导数.计算结果表明,离散奇异内积格式的求解结果和LP的求解结果非常吻合.说明离散奇异内积格式非常适合数值分析材料非线性圆柱的动力响应问题,并且是一种具有很高的精度,和可靠性的高效的算法。

  • 标签: 离散奇异内积法 小波分析 动力响应 材料非线性 RUNGE-KUTTA法 动力响应
  • 简介:基于经典的Magnus级数方法提出了一个简单有效的四阶近似积分格式,用于求解一般非线性动力学系统.它是一种几何积分方法,能保持精确解的许多定性性质,并且该方法只包含二个或三个指数矩阵的乘积,避免了通常的Magnus级数方法涉及的复杂的交换子运算.数值算例显示该方法是有效的。

  • 标签: 非线性动力学方程 几何积分 Magnus级数方法 近似解 保群性质
  • 简介:动力学和控制系统中往往包含有不确定性参数,为此提出了一种基于随机响应面的不确定性参数灵敏度分析方法,以量化参数不确定性对响应变异性的影响.文中首先利用随机响应面建立不确定性参数和响应之间的表达式,然后通过求偏导方式推导参数的灵敏度系数,该系数综合反映了参数均值和标准差的影响.最后通过一根包含几何、材料不确定参数的数值梁来验证所提出方法,并与方差分析结果进行了比较.

  • 标签: 不确定性参数 灵敏度分析 随机响应面 灵敏度系数 方差分析
  • 简介:将微分求积(DifferentialQuadratureMethod,简称DQM)应用于输液管道的非线性动力学分析,采用此法研究了受非线性约束输液管道的分岔现象和混沌运动问题.从悬臂输液管道模型出发,利用微分求积形成管道的动力学方程.以分岔图、相平面图、时间历程图和Poincaré映射等分析手段考察了系统参数(管内流速)变化对管道振动形态的影响.结果表明,在所研究的系统中存在出现倍周期分岔现象和混沌运动的参数区域,这与前人的研究成果具有一致性.这为一类结构的非线性动力响应问题提供了一种新的研究思路.

  • 标签: 输液管 分岔 混沌 微分求积法 非线性动力学 结构动力学
  • 简介:用微分求积分析了轴向移动粘弹性梁非平面非线性振动的动力学行为.轴向移动粘弹性梁非平面非线性振动的数学模型是一非常复杂的非线性偏微分方程组.首先用微分求积对其控制方程组进行空间离散,得到非线性常微分方程组,然后求解常微分方程组得到数值结果.在数值结果的基础上结合非线性动力学理论,利用分叉图、时间历程图、相图对其非线性动力学特性进行了分析.

  • 标签: 微分求积法 轴向移动粘弹性梁 非平面振动 混沌 分叉
  • 简介:应用数学与力学经常使用小参数摄动近似.在物理与力学中有大量保守体系的分析.保守体系的特点是保辛.本文指出小参数摄动保辛的问题应予考虑.位移摄动是保辛的,而辛矩阵的加法摄动则未能保辛.数值例题给出了对比.

  • 标签: 小参数摄动法 应用数学 位移法 辛矩阵 力学 近似
  • 简介:用微分求积数值方法求解了轴向加速粘弹性梁的横向振动控制方程,其方程是一复杂的非线性偏微分方程.并在数值结果的基础上利用分叉图分析了轴向定常加速度以及轴向加速度变化幅值对轴向加速粘弹性梁的非线性动力学行为的影响.

  • 标签: 非线性偏微分方程 数值解 混沌 分叉 微分求积法
  • 简介:应用谐波—能量平衡求解了强非线性单摆方程,谐波-能量平衡与经典的摄动和谐波平衡不同,不是把微分方程和初始条件分离处理;而是把微分方程和初始条件同时处理.用谐波平衡,将描述动力系统的二阶常微分方程,化为以角频率、振幅为变量的非线性代数方程组,考虑能量平衡,构成角频率、振幅为变量的封闭方程组求得解析解.谐波-能量平衡将谐波平衡与能量平衡相结合,克服了二者的缺点吸取了二者的优点.实例表明,谐波-能量平衡法方法简单,取较少谐波就可以达到较高的精度.

  • 标签: 强非线性 单摆 谐波—能量平衡法
  • 简介:连接界面的黏滑、摩擦行为不仅是引起结构刚度和阻尼非线性的主要原因,而且是结构无源阻尼的主要来源.Iwan模型能够较好地复现连接界面的黏滑、摩擦行为.本文采用时频域交替(AlternatingFrequency/TimeDomainMethod,AFT)研究含Iwan非线性模型的单自由度振子系统的稳态响应.时频域交替具有频域求解线性系统响应的高效性和时域判断非线性力的便捷性特点,采用离散傅里叶变换和傅里叶逆变换,在频域和时域内分别求解系统响应和对应的非线性恢复力,再反复迭代计算系统的稳态响应.将时频域交替计算结果和中心差分法计算的结果进行对比,并研究激励幅值对系统非线性特征的影响.结果表明,时频域交替计算的结果与中心差分计算的结果具有较好的一致性,且求解效率较高,计算耗时减少50%;随着激励幅值的增加,系统的能量耗散增加,刚度降低,固有频率降低.

  • 标签: 连接 迟滞非线性 Iwan模型 时频域交替法 稳态响应
  • 简介:定义对称轮轨系统对称性分岔的概念,由数值积分得到系统的时间响应并建立对称轮轨系统的离散动态Poincare映射截面及其对称截面,提出“合成分岔图”的构造方法,应用该方法对一两轴转向架系统运行与理想平直轨道上的对称/不对称分岔行为和混沌运动进行分析.在研究速度范围内,发现系统存在大量的对称运动形式,也存在很多的不对称运动形式,系统的对称性刚开始是通过不可捉摸突变而破坏的.

  • 标签: 轮轨系统 “合成分岔图” 对称/不对称 分岔
  • 简介:正交模型-正交模态(CMCM)是一种参数修改的新方法,它具有不依赖于灵敏度分析、不需要进行迭代的特点.但是在有限元存在整体建模误差时,该方法会出现无法完成修正计算的情况,本文针对此问题进行了改进.改进后的方法可以既可以处理存在局部建模误差的情况,也可以处理存在整体建模误差的情况.本文通过梁式结构的数值算例,比较了原修正方法(CMCM)、改进后的修正方法(ICMCM)以及商业软件模型修正FEMtools的修正效果.结果表明:改进的正交模型-正交模态方法可以使分析频率更好地逼近实验值,物理参数的修改也更加准确.

  • 标签: 模型修正 有限元 模态
  • 简介:电磁场节点有限元因未强加电场散度为零的条件而一直受到伪解出现的困扰.本文针对电磁共振腔问题,给出在频域的Maxwell方程表达式.通过引入Lorentz条件,推导出电磁共振腔二类变量和三类变量的变分原理,由此提出了新的电磁共振腔节点有限元,避免了伪解的出现.最后用子空间叠代求解了共振腔的本征值问题.数值算例表明本文方法是有效可行的.

  • 标签: 电磁波 有限元 共振腔 本征值 子空间叠代法