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  • 简介:含vanderPol型自项的单摆系统是典型的自机械系统,本文研究了该系统的张弛振荡特性.首先通过引入新的时间尺度和变量,把原系统表示成标准的快慢系统.然后基于几何奇异摄动理论,求得系统的慢变流形及其结构,从而证明了张弛振荡解的存在性,并进一步求得了张弛振荡解及其周期的近似表达式.理论结果表明,发生张弛振荡时,单摆快速通过其平衡位置,而在远离平衡位置的一段区域上停留较长时间,且存在两个分界点把快速运动和慢速运动分隔开.数值算例证明了理论分析的正确性.

  • 标签: 自激单摆 张弛振荡 奇异摄动 慢变流形 快慢系统
  • 简介:分析动力学与分析结构力学在数学理论上是一致的.振动与结构力学问题,其实只是一个符号之差,分析力学方法对两方面可通用.双曲型偏微分方程与椭圆型偏微分方程也是差一个符号.虽然性质不同,但分析上有共同之处.本文提出在有限分析方面,不用对时间、空间分别离散而是组成混和的时空混和有限网格.数值结果表明,时空混和有限是有前途的.

  • 标签: 分析结构力学 时空混和元 双曲型偏微分方程 多尺度
  • 简介:研究了单个ML神经的放电模式及其动力学特征.通过快慢动力学分析得出随着参数的变化,神经可以呈现出静息态、簇放电及峰放电等多种放电模式.本文同时研究了耦合强度和时滞对突触耦合的两个神经同步的影响.在无时滞时,随着耦合强度的增大,耦合神经的在相同步得到增强.而在某段时滞范围内,神经在比较小的耦合强度下就能达到同步,这说明有效的时滞能够增强同步.此外,时滞只能在某些耦合强度下才对耦合系统的同步起作用.

  • 标签: 簇放电 峰放电 快慢动力学分析 同步 时滞
  • 简介:将频域电磁场的基本方程导向对偶方程形式,并给出了推导电磁场有限所需相应的对偶变量变分原理后,变分原理被积函数可导向对于对偶变量为对称的形式.对偶变量有限推导可避免所谓的C1连续性问题.采用对偶变量离散分析了共振腔本征值问题,离散后再消去一类变量就可导出普通的广义本征值问题而求解.但因散度为零的方程是由变分来满足的.而变分函数选择并未刻意排除散度非零的场,故会出现很多本征值为零的伪解.本文采用奇异值分解将全部伪解预先加以排除.算例表明了排除伪解算法的有效性。

  • 标签: 电磁波 对偶变量 有限元 共振腔 本征值 奇异值分解
  • 简介:分析力学历来是在动力学范围内论述的,结构力学与最优控制模拟关系的共同基础就是分析力学.这表明在结构力学与最优控制理论的架构内也应有分析力学的整套理论.本文就结构力学讲述分析力学,称分析结构力学.保守体系可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛.保辛给出保守体系结构最重要的特性.有限法是从结构力学发展的,有限的单元刚度阵应保持对称性,其实这就是保辛.根据区段单元变形能只与其两端位移有关,就可通过数学分析得到Lagrange括号与Poisson括号,展示了其辛对偶体系、正则方程、正则变换等的内容.

  • 标签: 分析结构力学 有限元 保辛 正则变换 动力学 分析力学
  • 简介:对引起航空发动机压气机高压转子叶片振动故障的原因进行了分析.指出压气机在某种非正常工作状态下产生的高声强噪声中所包含的高强度声波,是激起转子叶片共振或颤振的原因之一,通过理论分析和实验研究,得出了如下结论:当转子叶片在机械振和气动振作用下已处于高应力工作状态时,如果再叠加由声波激起的共振应力,就会导致裂纹甚至折断.

  • 标签: 航空发动机 转子叶片 声波激励 振动 试验
  • 简介:在高参数汽轮机组和航空发动机等旋转机械中,转子-密封中的气流振力对转子非线性动力学特性的影响不容忽视.本研究中建立了转子-密封系统三维流场模型,应用计算流体动力学(CFD)软件对可压缩气流流场进行模拟计算,获得了密封流场特性.由流场计算结果进一步获得了Muszynska气流振力模型中的相关经验系数,使得此模型更加适用于气流振力的计算.在对转子一密封系统进行非线性动力学分析过程中应用幂级数展开形式建立了系统幂级数模型.利用平均法得到气流振力的1:2亚谐共振分岔方程,进一步应用奇异性理论和Hopf分岔理论研究了系统1:2亚谐共振的转迁集和系统超临界Hopf分岔与亚临界Hopf分岔的存在条件.通过参数控制方法抑制了转子-密封系统出现亚临界分岔的出现,使得系统稳定性提高.本文的分析结果对工程设计和操作具有一定的指导作用和意义.

  • 标签: 转子动力学 气流激振力 亚谐共振 奇异性理论 HOPF分岔
  • 简介:采用神经二维映射模型,通过数字仿真研究了高斯白噪声对神经非线性动力学特性的影响.研究发现,噪声可以诱导具有次阈值输入信号的神经产生动作电位和随机共振.随机共振现象的产生与否和噪声强度的大小以及输入信号的频率具有密切的关系.另外,还研究了系统的控制参数对随机共振现象的影响.

  • 标签: 神经元二维映射模型 高斯白噪声 动作电位 随机共振
  • 简介:电磁场节点有限法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法,避免了伪解的出现.最后用子空间叠代法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
  • 简介:研究了变速轴向运动黏弹性梁参振动受拉力扰动时在主参数共振和组合参数共振范围内的稳定性.轴向运动梁的黏弹性本构关系引入了物质时间导数.当参频率接近某一阶固有频率2倍时将发生主参数共振;当参频率接近某两阶固有频率之和时将发生组合参数共振.运用多尺度法,直接求解轴向运动梁的控制方程,导出了稳定性边界方程.最后,通过数值算例给出了变速轴向运动梁的黏阻尼和干扰拉力对失稳区域的影响结果.

  • 标签: 轴向变速梁 黏弹性 拉力扰动 参数共振 稳定性
  • 简介:在能量编码原理的基础上,利用哈密尔顿函数得到了大脑皮层内大规模神经集群在阈下和阈上互相耦合时神经电位变化的能量函数.根据神经电生理的实验数据得到了高斯白噪声条件下神经电位活动的膜电位运动方程.研究结果表明:本文得到的膜电位的均值恰是先前已发表的膜电位运动方程的精确解.在这个基础上,还得到了神经集群编码的哈密尔顿函数随时间的演变过程,即神经集群随时间的能量演化过程的定量表达式.

  • 标签: 神经元集群 能量编码 哈密尔顿函数 生物学神经网络
  • 简介:发展型偏微分方程混和有限的求解往往需要变动的维数,不符合传递辛矩阵群固定维数的限制.本文按变分法的进一步发展的思路,推导了运用虚功原理解决不同维数传递辛矩阵群连接的原理.数值例题表明了方法的有效性.

  • 标签: 发展型偏微分方程 混和有限元积分 传递辛矩阵 不同维数的连接
  • 简介:构造6节点三角形单元,适合于平面薄膜自由振动的有限分析.文中采用面积坐标,给出单元的形函数,根据哈密顿原理建立薄膜自由振动方程,推导其单元刚度矩阵和单元质量矩阵.3个典型算例表明,6节点三角形单元的计算结果比ANSYS三角形单元更接近理论解,具有更高的精度.

  • 标签: 平面薄膜振动 有限元分析 6节点三角形单元
  • 简介:在神经的生理实验中经常观察到丰富的钙振荡模式,本文详细综述了产生这些现象的钙流交换机理和各类通道调节机理,以及描述这些生理机理的数学表达式.介绍三类典型的研究钙振荡的非线性动力学模型,即电压动力学与钙动力学相耦合的模型,多个钙存储单元之间钙流平衡的模型和考虑信使物质IP3的振荡与钙振荡相互作用的模型;并针对第一个模型简要地讨论其复杂的动力学行为;最后对神经钙振荡的非线性动力学研究提出了一些展望.

  • 标签: 非线性动力学 神经元 钙通道 钙振荡
  • 简介:浦肯野神经是小脑皮层唯一的输出神经,其传入纤维主要包括来自橄榄核的盘状纤维和来自皮层颗粒神经的平行纤维.基于与实际神经系统十分相似浦肯野神经回路模型,本文研究了回路中三种神经(浦肯野神经,颗粒神经,盘状纤维)的相位响应曲线(PRC)并结合它们各自的f-I曲线对来区分三种神经的兴奋性;进而对不同类型的神经之间的同步性进行分析,着重考察了不同神经之间突触的电导系数与浦肯野神经树突上的CaP电导系数的影响等,分析结果显示神经之间同步性对于它们信息传递起着重要作用.

  • 标签: 浦肯野神经元 相位响应曲线 同步性 突触电导系数 CaP电导系数
  • 简介:基于动力系统的稳定性理论、数值计算分岔图和线性化系统的最大Lyapunov指数,研究了经兴奋性化学耦合的快峰神经的同步动力学.研究表明,随着一些关键参数的改变,耦合神经能呈现丰富的同步行为,如各种周期的同步和混沌的同步.研究结果对理解神经系统的同步运动具有指导意义.

  • 标签: 快峰神经元模型 兴奋性化学突触 同步
  • 简介:使用有限传递矩阵法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.该方法兼备有限法建模方便、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:研究了改进的Morris—Lecar(ML)神经模型的放电节律模式和模式转化的峰峰间期(interspikeintervals,ISIs)分岔结构,通过调节模型中的两个重要参数μ和Vk,发现对于固定的μ,改变Vk,神经呈现出从倍周期级联分岔到加周期分岔的复杂结构,放电模式从静息态转化为周期、混沌簇放电状态;若选取此分岔过程中的某一Vk值,对μ进行调节,呈现出的ISIs分岔结构在很大程度上取决于单个神经的放电节律模式,且单个神经处于混沌簇放电时,肛带来的分岔动力学行为较丰富.由于神经能够通过动作电位对信息进行编码,所以我们推测,研究神经的放电节律模式和动作电位的ISIs分岔结构能为理解神经信息编码机制提供线索.

  • 标签: 分岔 峰峰间期 神经编码
  • 简介:在二维映射神经模型中,同时施加高、低两种不同频率的刺激信号,以高频信号为调制信号,研究其对系统动力学特性的影响.仿真结果表明,通过调节高频信号的幅值为某一合适值,可以使得神经膜电位对弱低频信号的线性响应达到最优,产生振动共振现象,从而证实了高频刺激信号能够帮助神经探测和传导弱低频信号.另外,还研究了模型和信号参数对系统共振特性的影响.

  • 标签: 神经元 二维映射模型 振动共振 刺激信号
  • 简介:主要考虑弯曲变形的细长轴向运动梁,可以作为工程中广泛应用在航天器天线、液体输送管道、汽车驱动带、电梯缆索等的简化机构.对轴向运动柔性梁线性微分方程,采用复模态分析方法导出两端简支和固支边界条件下的固有频率方程;采用Ritz法建立轴向运动梁的有限单元法模型.基于该模型在多种边界条件下进行梁的横向振动分析,并开展定点激励下激励功率谱的辨识.仿真结果表明,与传统的Galerkin截断方法相比.有限方法能够克服分析方法的建模困难,对复杂边界梁进行有效的分析,对激励的功率谱能够有效地辨识.

  • 标签: 轴向运动梁 复模态 有限元 复杂边界 功率谱辨识