二维三组元液系声子晶体声波带隙结构

1.引言 近年来,关于弹性波在周期性复合介质中传播的研究比较活跃[1-14].弹性波受到周期性复合材料弹性常数的调制,会产生声子带隙,即一定频率范围内弹性波的传播被抑制或禁止,此类复合材料称为声子晶体[1].声子晶体每个组元具有三个独立的弹性参数,即质量密度ρ、纵波波速cl、横波波速ct,所以声子晶体带隙特性的研究具有更丰富的物理内涵.另外声子晶体在无源隔音、精密机械平台减振、声滤波器等新型声学功能材料方面具有广泛的应用前景.因此,声子晶体带隙特性的研究正在成为一个新的热点.     

Klein-Gordon-Maxwell系统解的存在性和多解性

Klein-Gordon-Maxwell系统具有很强的物理背景,它提供了带电粒子物质和它所产生的电磁场之间作用的“二元模型”描述．根据这个模型,粒子物质是一个非线性场方程的孤波解,且电磁场的作用是由场方程与麦克斯韦方程耦合的衡量电位描述的．本文利用变分方法和临界点理论研究一类Klein-Gordon-Maxwell系统解的存在性和多重性．首先,利用山路引理,我们证明了系统非平凡解的存在性,其中一个解是非负的,一个解是非正的．其次,运用喷泉定理,文中证明系统在非线性项满足一定条件下无穷多高能量解的存在性．本文所得结果推广了以前的结论．     

基于非线性动力学的子空间语音增强

1引言 过去的几十年里,研究者提出了许多不同的语音增强算法,如谱减法[1]、维纳滤波法[1],Ephraim-Malah法[2]等.这些算法均具有一定的增强效果,但也存在缺陷.从上世纪九十年代开始,许多研究者相继利用非线性动力学理论来分析语音信号,结果表明,语音具有类混沌的特性[3][4][5].据此,若干研究者把基于混沌动力学的降噪算法应用于语音增强,形成了所谓的"非线性局部子空间(NLSS)语音增强算法"[4][5].本文尝试把这一算法应用于汉语的语音增强上,对汉语单音素以及连续语音分别进行了研究,取得了较好的效果.     

超声红外热像技术中的微裂纹发热数值计算

1引言 近年来,超声红外热像技术作为一种新型无损检测技术[1],引起很大重视,其原理为超声波通过耦合剂输入被检测试件,超声波与缺陷相互作用,声能转化为热能,使缺陷区局部产生附加的温度升高,通过红外热像仪显示缺陷的位置和大小.针对超声引起缺陷区的局部发热机制,目前已提出一些定性解释[1-3].然而,由于求解析解的困难性,到目前为止,局部发热机制仍未得到定量的计算和解释.     

高效低频消波俘能非线性防波结构

时刻存在的海洋波浪侵扰严重影响海洋工程装备的安全运行和服役性能,而海洋波浪能又是具有诸多优点的绿色可再生能源。如何通过混合消波-俘能结构减小波浪载荷的同时利用海洋能源是海洋工程领域的基础科学问题。传统消波-俘能结构尤其是深远海浮式结构存在低频消波俘能难的技术瓶颈。基于减小系统等效动刚度思想,提出非线性混合消波-俘能结构,并开展消波俘能特性研究。设计了一种连杆拉簧负刚度机构并应用于混合消波-俘能结构。为了求解非线性混合消波-俘能结构的波浪-结构物流固耦合问题,提出了混合特征值匹配法和谐波平衡法的半解析非线性频域求解方法。研究了机构关键参数对消波俘能性能的影响,揭示了负刚度机构提高低频消波俘能性能的“相位控制”机理。     

基于希尔伯特-黄变换提取车辆轨道耦合系统时频特性

为研究各种激扰对车辆轨道耦合系统动力学响应时频特性影响,将基于改进经验模态分解（EMD）的希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang Transform）应用于车辆轨道耦合动力学振动信号分析中。运用改进EMD方法提取耦合系统振动响应的固有模态函数（IMF）,并对其进行希尔伯特-黄变换,得到振动响应的希尔伯特时频幅值谱和边缘谱。分析表明：希尔伯特-黄变换较傅里叶变换的分辨率与精度高,能有效捕捉车轮缺陷及轨道谐波不平顺激励下车辆轨道耦合系统的调制信号;车体垂向振动加速度随轨道不平顺波长、幅值非线性变化,振动信号的轮周激励成分为调制信号,且随轨道不平顺幅值增大而减小,随轨道不平顺波长增大非线性变化。     

二维颗粒结构中非线性波的传播和脉冲衰减

有序颗粒介质在冲击振动缓解、能量捕获和吸收等领域具有重要的研究价值。本文运用赫兹接触理论建立二维颗粒链数学模型,在冲击激励作用下,研究二维颗粒系统中脉冲波的传播特性、能量传递规律和传递力的降低机理。二维均匀颗粒系统嵌入了耦合颗粒以传递动能,初始脉冲激励在2列颗粒链间发生能量交换和脉冲等分现象,脉冲波在激励施加点附近发生强能量散射,激发出混合型的非线性波,即纵向传播的近零频率孤立波与横向高频剪切波。与一维均匀颗粒链相比,二维颗粒系统的末端传递力峰值得到了大幅度降低。通过改变颗粒间的质量比,在二维均匀颗粒链中引入轻珠链构成非均匀结构,沿纵向传播的孤立波在轻-重颗粒交界面发生反射,能量被局部约束在轻珠链中,使得一系列低幅值脉冲波按照不同的波速,延时释放到颗粒链末端,导致末端传递力峰值的进一步降低。     

海底声学特性水平变化引起的异常声传播

1引言 声波在海面、水体及海底形成的浅海波导中传播时,水体的声速剖面和海底的声学特性是影响其传播特性的两个重要因素.水体中的海洋内波活动通常会导致声传播异常,Zhou通过在水体中引入孤立子内波解释了夏季浅海实验中出现的不同频率下的声异常衰减现象[1],指出孤立子内波与声场的相互作用,尤其是共振效应引起的简正波模态间的耦合是夏季的低频声传播损失加大的一个主要原因.Li研究了较高频率条件下(＞2kHz)由于海底粗糙度引起的声传播损失异常问题[2].一般地,大幅度的孤立子内波一般出现在很强的温跃层条件下,而文献[2]中的实验异常现象只是出现在高频且接收器和声源都同时位于温跃层之上的情况下.Ellis在一次实验中发现声波遇到较硬的石灰岩海底时在低频段会有很大衰减[3].     

驱动工况下高速动车组蛇行失稳非线性度

基于信号的波内调制现象定义信号的非线性指标,并研究高速动车组在驱动工况下(驱动系统在直接转矩控制下)蛇行失稳的非线性特征。首先建立包括高速动车组的车辆动力学Simpack子模型和牵引传动系统的直接转矩控制Matlab/Simulink子模型在内的机械电气耦合联合仿真模型,然后计算动力学响应,最后基于黄变换计算列车在蛇行失稳状态下动力响应的非线性指标变化。仿真结果表明:若列车出现蛇行失稳,转向架和车体横向振动非线性指标会急剧增大;完全失稳情况下,车体横向加速度非线性度大于0.1,转向架横向位移非线性度大于0.3。     

基于离散呼吸子理论的靶能量传递研究

研究了一个具有非线性能量阱的两自由度线性振子耦合系统,确定了其产生靶能量传递的条件和传递频率。建立了无量纲形式的振动方程,利用复变量——平均法推导了保守系统的慢变动力流和哈密顿函数。基于哈密顿力学和相空间中的离散呼吸子理论确定了系统产生靶能量传递的质量比条件和初值条件,并采用椭圆积分计算得到靶能量传递的频率。通过数值仿真验证了有阻尼系统中靶能量传递的不可逆性。