动态系统Stiff微分方程的稳定性分析

利用模型方程分析了动态系统差分微分方程垢Ｌａｇｒａｎｇｅ和Ｈｅｒｍｉｔｅ插值问题的稳定性，给出了稳定分析的方法，条件和一些重要结果，并计算出了稳定域 的边界轨迹。     

二阶非线性偏差变元微分方程的非振动性

本文考虑一类二阶非线性偏差变元微分方程。在去掉传统对偏差函数的滞后(或超前)的条件 下,讨论方程非振动的判别条件和各类非振动解的关系,所得结论分别推广和改进了已有的相 应结果,而且可以应用到二阶奇异型偏差变元方程的振动性间题。      

任意阶扩张性拉氏函数描述的拉格朗日方程的新公式

采用带有任意阶非线性非完整约束方程的扩张性拉氏函数,建立了扩张性拉格朗日方程的又一新公式。该新公式较为规则,它提供了一种完整约束系统和非完整约束系统两者统一的变分方法,它可广泛应用于运动和过程控制的自动控制理论及工程中。     

基于梁变形微分方程与奇异函数的轴系校中计算研究

轴系校中计算是船舶推进轴系设计、制造、安装及检验的理论依据,对轴系的校中质量及其运转性能具有重要影响。本文综合运用梁变形微分方程和奇异函数,推导出了不同校中方案下轴系剪力、弯矩、截面转角、挠曲度等状态参数的表达式,并通过理论建模对直线校中和负荷校中2种方案下的实船轴系进行了校中计算与结论分析。研究表明该计算方法快速简洁,并能满足实际工程需要,为实船轴系校中方案的选取及评估提供了理论参考。     

拉格朗日松弛启发式算法求解时空网络下的弧路径问题

为减少车辆调度成本,优化车辆运输路径,在时空网络中研究路段作业车辆的弧路径问题;考虑道路出行的时变性,利用车辆运行的时间、空间特征,构建时间-空间网络,建立弧路径问题的时空网络流模型;设计了拉格朗日松弛启发式算法,引入拉格朗日乘子松弛耦合约束,构建拉格朗日松弛问题;进一步通过拉格朗日分解,把松弛问题分解为单车最短路问题;用次梯度算法更新乘子,求解拉格朗日对偶问题,并更新原问题最优解的下界;使用启发式算法获得可行解,并更新原问题最优解的上界;用六结点运输网络和Sioux-Falls网络下的算例对算法进行实证分析。计算结果表明:六结点运输网络中6个算例的上下界间隙值等于0或接近0,Sioux-Falls网络中算例2的间隙值为0.02%,其余5个算例的间隙值等于0,均可以得到质量较高的近似最优解;在最复杂的算例(15辆车,70个任务)中,算法在可接受的时间内也得到了间隙值为0的解,找出了最优的车辆路径;随着迭代次数的增加,拉格朗日乘子会逐步收敛到固定值;当车辆容量从50增加到100时,最优解从52下降到42,说明在任务数和车辆数一定时,适当增加车容量可以降低运营成本。可见,与商业求解器相比,拉格朗日松弛启发式算法的间隙值更小,求解质量更高,可以更有效地求解弧路径问题。      

溃坝模拟的光滑粒子流体动力学方法及其粘性特性(英文)

Smoothed particle hydrodynamics (SPH) is a Lagrangian meshless particle method. It is one of the best method for simulating violent free surface flows in fluids and solving large fluid deformations. Dam breaking is a typical example of these problems. The basis of SPH was reviewed, including some techniques for governing equation resolution, such as the stepping method and the boundary handling method. Then numerical results of a dam breaking simulation were discussed, and the benefits of concepts like artificial viscosity and position correction were analyzed in detail. When compared with dam breaking simulated by the volume of fluid (VOF) method, the wave profile generated by SPH had good agreement, but the pressure had only reasonable agreement. Improving pressure results is clearly an important next step for research.     

带自由面流体运动的拉格朗日有限元分析

介绍了拉格朗日描述下的非定常不可压缩带自由面流体运动的有限元分析.在时间积分中采用速度修正法,采用速度修正分步法不仅可以让速度和压力均采用同阶插值函数,而且可以使算法变得更简单.用四边形单元对所求区域加以划分,并借助于Galerkin加权余量法导出相应的有限元方程组.通过实例计算,阐明了用该方法来分析带自由面流体运动的有效性及其实用性.     

大跨度桥梁颤振后状态气动稳定性

为了能对大跨度桥梁颤振后主梁的运动形式给出合理解释,选取大振幅下流线型箱梁断面的4种典型非线性气动力工况,基于非线性气动力和非线性振动微分方程,应用四阶龙格-库塔算法,分析了大跨度桥梁主梁在大振幅条件下的气动稳定性. 结果表明:大跨度桥梁主梁在颤振后的不同振幅和折算风速条件下可出现不同的运动形式;若气动力仅做负功或负功显著大于正功,主梁振动将收敛;若气动力仅做正功或正功显著大于负功,主梁振动将发散;若气动力做的正负功相当,主梁振动将由于结构阻尼缓慢收敛;若气动力正功与相同周期内结构消耗的能量相等,主梁将发生等幅振动;若不考虑气动力的非线性项,桥梁振动可能发散.      

基于系统矩阵法的船舶推进轴系扭振程序开发

针对船舶推进轴系扭转振动集总参数模型图,建立扭转振动的微分方程组,叙述了使用系统矩阵法处理自由振动和强迫振动的方法,以及如何处理复阻尼矩阵,将振动微分方程组转化成线性方程组,同时介绍了刚度矩阵、惯量矩阵、阻尼矩阵的构成形式,以及各种形式阻尼的处理方法.本文使用MATLAB软件编制了扭振计算程序,计算结果与MAN公司软件对比,误差在可接受的范围内.