一类新自治混沌系统的非线性反馈控制

通过数值方法,研究了一类新的自治混沌系统的非线性反馈控制问题.利用系统的Lyapunov指数和分数维以及在不同相平面上的Poincaré截面图等混沌判据对系统的高分数维混沌特性进行了分析.基于非线性延迟反馈控制法则,选取了相应的合理控制参数,对这一类含有多个非线性项的三维自治混沌系统进行了有效的控制.结合相图,说明了这种方法对高分数维混沌系统的有效性和适用性.     

非线性随机振动分析的概率密度演化方法

为深入探讨概率密度演化方法对于非线性随机振动分析的适用性,考察了随机地震动作用下一类硬弹簧Duffing振子的非线性响应,对概率密度演化方法与经典非线性随机振动分析进行了比较研究.结果表明:在弱非线性水平,概率密度演化方法与混沌多项式展开、Monte Carlo模拟的解答一致;在强非线性水平,数值求解误差、人为截断误差放大,概率密度演化方法与混沌多项式展开解答在Monte Carlo模拟解附近上下波动,表明概率密度演化方法与经典非线性随机振动解答在均方特征意义上是等价的.      

二维薄板在超音速气流作用下的热弹性颤振

根据von-Karman几何非线性应变位移关系建立了二维薄板在超音速气流作用下的非线性动力学模型,其中气动力根据一阶准静态活塞理论计算.用假设模态法和伽辽金方法使方程离散化,然后用Runge-Kutta方法计算.分析结果用分叉图和相图描述.结果表明,温度效应降低了板的稳定性;随动压增大,系统经历稳定运动、周期运动和混沌运动状态.     

转子-轴承系统的润滑与碰摩特性分析

在同时考虑轴承油膜力、非线性密封力对碰摩转子影响的基础上,建立了多因素耦合的碰摩转子系统动力学模型.对转子系统在运行过程中的非线性碰摩行为进行了数值仿真,发现随着转子激励频率的增加,系统响应呈现出周期运动和拟周期运动交替出现,最后到达混沌运动及其演变过程.     

基于延迟决策和溢出效应的双寡头博弈稳定性

基于延迟有限理性预期对产量进行调整,构建了具有溢出效应的双寡头垄断市场的产量博弈模型.采用非线性成本函数和GD调节机制,通过长期博弈进行产量调整以实现最优利润.讨论了产量调整速率波动对模型稳定性的影响.基于Matlab对系统参数进行数值模拟,分析企业产量调整速率分岔图、最大Lyapunov指数和混沌吸引子等动力学特征.研究表明:参数取值会影响模型稳定性,并且随着企业调整速率的增大,系统会经过一系列分岔进入混沌运动状态.因此,合理控制企业调整速率的取值范围,可以使系统处于稳定状态,从而为市场决策者提供一定的参考依据.     

一个新混沌系统的非线性反馈同步控制

提出三维连续自治混沌系统,该系统含有4个参数,3个非线性乘积项,并且每个方程均具有不同的非线性乘积项.利用理论推导、数值仿真、分岔图等对系统的基本动力学特性进行了分析.研究表明,该系统存在着复杂的混沌吸引子,系统具有5个平衡点,与以往研究的Lorenz,Chen等混沌系统足非拓扑等价的;在不同的参数范围下系统可以由混沌态转为稳定的周期轨道,系统由倍周期序列通向混沌.基于Lyapunov稳定性理论,采用非线性反馈控制方法,给出系统在不同初值下实现自同步的充分必要条件及控制律参数的选取范围,数值仿真证明了该方法的有效性.     

外激励作用下亚音速二维粘弹性壁板系统的混沌运动

为了研究壁板在亚音速气流和外激扰联合作用下的非线性运动特性,基于Hamilton原理,建立了外激励作用下亚音速粘弹性壁板的非线性运动方程,并采用Galerkin方法将其离散为常微分方程组,研究了系统的平衡点及其稳定性.利用Melnikov方法得到了壁板出现混沌运动时系统参数所满足的临界条件,分析了外激励幅值、频率及气流来流速度之间的临界关系,并与系统混沌运动的数值模拟结果进行了对比.结果表明:当无量纲动压值超过64.42时,壁板系统平衡点的个数及其稳定性均会发生改变;使用Melnikov方法确定的混沌运动临界参数与数值模拟结果相符,该方法可用于判定混沌运动是否发生.      

基于一维元胞自动机模型的交通流混沌研究

应用交通流一维元胞自动机模型进行仿真试验,研究理论交通流的混沌现象.仿真中选取某一观测点记录车辆到达该点的车头时距,应用非线性分析软件TISEAN计算该车头时距序列的Lyapunov指数谱和Kolmogorov熵.试验结果证明交通流中存在混沌现象.从试验结果分析找出了产生交通流混沌现象的2个因素:车辆密度和车辆减速概率.当车流密度超过某一值时仿真出的交通流会产生混沌现象,而出现混沌的根本原因在于交通流的内在随机性,其中车辆不规则的加速、减速是这种内在随机性的主要因素.     

变温环境下粘弹性梁的混沌运动

根据Kelvin粘弹性材料本构关系、梁的运动方程及变形几何方程建立了同时具有温度扰动和横向分布力扰动的粘弹性梁非线性动力学模型.用Galerkin方法将系统简化为参数激励和强迫激励耦合的单模态Duffing振子,得到了系统的不动点和同宿轨道.用Melnikov函数法推导出系统混沌运动的临界条件,分析了系统通向混沌的途径.研究表明,非线性粘弹性梁在周期性横向激励及周期性温度联合作用下可能进入混沌运动,并且在发生Smale马蹄意义下的混沌前,将经历多次的次谐分岔.     

基于非线性AR模型的时间序列弱非线性检验方法

提出一种基于非线性AR模型相对预测误差的非线性检验量δNAR,采用替代数据法来检验时间序列中的弱非线性.以4种混沌时间序列为例,分析并比较了非线性检验量δNAR与非线性零阶预测误差δZP的弱非线性检验能力.结果表明,对4种混沌时间序列中的3种,非线性检验量δNAR都表现出比非线性零阶预测误差δZP更强的弱非线性检验能力,表明该非线性检验量具有较强的数据适应性,而且对于不同的数据,具有最佳非线性检验效果的参数比较固定.     

碰撞振动系统动力学分析

针对混沌线谱控制研究中如何在小振幅下实现隔振系统在较宽频带内的混沌运动这一难题,通过在线性隔振系统中附加碰撞子系统,提出了基于碰撞振动的隔振系统混沌化方法,并对碰撞振动系统进行了分岔分析和振动特性分析,得到系统在不同参数条件下的运动规律.结果表明利用所设计的子系统,可以实现小幅值范围的混沌运动.     

梁滩河地表水与地下水水化学及硝酸盐污染

运用水化学分析技术测定了三峡库区受人类活动影响的梁滩河地表水和地下水水体的水化学和硝酸盐氮污染水平。结果表明:自流域中上游,地表水体均受到了污染,并且向下游呈现出污染加重的趋势;在流域上游和中上游,地下水体受地表水体的影响,呈现出严重的污染,上游地下水硝酸盐氮污染呈现出超标趋势。受河水下渗的影响,梁滩河流域地下水中的硝酸盐氮浓度自上游而下至中游呈现出急剧升高的趋势,上游和中游区域之间的地下水的硝酸盐浓度超过了10 mg/L的标准,而向流域下游和河口处呈现出浓度降低的趋势。     

无砟轨道层间裂纹内动水压力特性分析

在雨水丰富和排水不畅的地区,水对无砟轨道层间裂纹扩展的影响比较突出.为研究高速列车作用下无砟轨道裂纹内水压力的分布规律及压力大小的影响因素,基于质量守恒和动量定理,采用控制体积法,导出了裂纹内动水压力分布解析式.应用有限元分析软件ANSYS和CFX,分析了荷载频率、荷载幅值、裂纹深度、裂纹开口量等对动水压力的影响.分析结果表明:沿着裂纹出口的方向,水压力呈减小趋势,其最大值发生在裂纹尖端处;动水压力与荷载频率近似呈二次方关系,与荷载幅值呈线性关系,与裂纹开口量呈一次反比关系.在幅值为10 kN、频率为5 Hz荷载作用下,水压力分布的试验测试结果与理论分析基本一致,两种方法获得的水压力峰值分别为0.177、0.161 kPa.      

三聚氰胺系减水剂在混凝土中的应用特性分析

三聚氰胺系高效减水剂能够明显改善混凝土的工作性能,具有减水率高、旱强效果显著、引气性低、生产过程对环境污染少等特点,是一种具有较大发展前景的高效减水剂。从同一种减水剂在不同的水泥混凝土中的作用对比试验数据着手,分析其对不同水泥混凝土的减水增强作用特性,可为三聚氰胺系减水剂的应用提供依据。     

Experimental Study on Ship-Bank Interaction of Very Large Crude Carrier in Shallow Water

In order to assess the influence of ship-bank interaction on ship manoeuvring motion, planar motion mechanism (PMM) tests on a scale model of the KRISO very large crude carrier (KVLCC2) are conducted in different water depths in circulating water channel (CWC). The asymmetric hydrodynamic derivatives are defined to characterize the bank effect, and they are measured through the straight towing test with varying lateral displacements. The linear and nonlinear hydrodynamic derivatives are determined from the test data of the Fourier integral and mathematical regression model. The rudder and heading angles required at equilibrium conditions in different ship-bank distances are calculated by the manoeuvring model. The directional stability with varying ship-bank distances is studied in terms of eigenvalue analysis. Analysis based on the test results shows that the KVLCC2 model ship appears inherently unstable for keeping course in deep and shallow water conditions. When the ship-bank distance decreases, the increasing ship-bank interaction can dramatically affect some parameters of the criteria for course keeping.     

基于差分Poincaré映射的间歇混沌信号判别方法

针对混沌振子微弱信号检测中间歇混沌信号难以判别的问题,利用混沌系统的参数敏感特性,提出一种差分Poincaré映射判别方法,实现强噪声干扰下输出间歇混沌信号的判别．该方法选取周期激励幅值具有微小差异的两个混沌振子的Poincaré映射进行差值运算,利用周期状态下输出信号收敛,而混沌状态下输出信号分离的特点,降低了噪声对周期区域的影响,使可检测输入信号的信噪比达到了-87dB．实验表明,在时域或Poincaré映射已经无法进行分辨的情况下,该方法仍然实现了检测系统输出间歇混沌信号的有效判别．     

随机齿侧间隙的齿轮系统非线性动力学分析

建立了随机齿侧间隙的单自由度齿轮系统的非线性动力学模型,利用变步长Runge-Kutta法对系统在确定齿侧间隙和随机齿侧间隙两种情况下的运动微分方程分别进行了数值求解,结合系统随量纲-间隙平均值变化的分岔图、相图及Poincaré映射图,分析了系统在确定齿侧间隙和随机齿侧间隙两种情况下的动力学特性,在此基础上研究了随机干扰对齿轮系统的动力学影响,发现随机干扰对系统的周期运动影响较大,对系统的倍化分岔过程影响显著,而对系统的混沌运动影响较小.     

Slamming and Green Water Loads on Bow-Flare Ship in Regular Head Waves Investigated by Hydroelasticity Theory and Experiment

With the development of ships towards large scale, high speed and light weight, ship hydroelastic responses and slamming strength issues are becoming increasingly important. In this paper, a time-domain nonlinear hydroelasticity theory is developed to predict ship motion and load responses in harsh regular waves.Hydrostatic restoring force, wave excitation force and radiation force are calculated on the instantaneously wetted body surface to consider the nonlinear effects caused by large amplitude motions of ship in steep waves. A twodimensional(2 D) generalized Wagner model and a one-dimensional(1 D) dam-breaking model are used to estimate the impact loads caused by bow flare slamming and green water on deck, respectively; the impact loads are coupled with the hydroelastic equation in time-domain. Moreover, segmented model tests are carried out in a towing tank to investigate the wave and slamming loads acting on the hull sailing in harsh regular head waves and also validate the numerical results.     

涪江绵阳段河流水环境容量测算

为了缓解西部大开发对涪江绵阳段造成的河流污染，用标准指数法对涪江绵阳段进行了水质评价．将河流划分为9个水域功能区，针对不同河段的特点建立河流水质模型，采用一维和二维模型计算涪江绵阳段河流水环境容量，以减小计算误差，并按照行政区划分配剩余水环境容量．研究结果表明：涪江绵阳段有机污染严重，部分河段水质严重超标；涪江绵阳段的水环境容量化学需氧量为56142t／a，氨氮为3109t／a．研究结果为绵阳市河流水环境管理决策和总量控制提供了依据．