Lagrange方程应用于流体动力学

如何将Lagrange方程应用于流体动力学的问题是一个理论研究的难题。按照从变分学的基本理论研究做起的思想,本文应用变导的概念和运算法则,通过研究Lagrange方程中求导的性质,逐步地将Lagrange方程应用于理想流体动力学。按照从变分学的基本理论研究做起的思想,本文应用Lagrange-Hamilton体系,即非保守系统的Lagrange方程是非保守系统的Hamilton型拟变分原理的拟驻值条件,由不可压缩黏性流体动力学的Hamilton型拟变分原理推导出不可压缩黏性流体动力学的Lagrange方程,进而应用不可压缩黏性流体动力学的Lagrange方程推导出不可压缩黏性流体动力学的控制方程。探讨将Lagrange方程应用于可压缩黏性流体动力学问题中,推导出可压缩黏性流体动力学的控制方程。本文解决了如何将Lagrange方程应用于流体动力学的问题。     

应用Lagrange方程研究刚弹耦合动力学

如何将Lagrange方程应用于连续介质力学,一直是学术界关注的理论课题。Lagrange方程建立和应用都涉及变分学,从变分学的基本理论研究做起,是研究这类问题的一条可行的途径。应用变导的概念和运算法则,研究了Lagrange方程中的求导的性质,进而成功地将Lagrange方程应用于弹性动力学。根据功能原理和能量守恒定律,给出刚弹耦合动力学的动能和势能,应用Lagrange方程,建立了刚弹耦合动力学的控制方程。这类研究在航天、航空、航海和机器人动力学中,都有重要应用。     

非保守弹性动力学初值问题两类变量的广义变分原理

非保守系统广义变分原理的研究涵盖了许多学科,是一个相当重要的研究领域.按照广义力和广义位移之间的对应关系,将弹性动力学的动态平衡方程和几何方程分别卷乘上相应的虚量,然后积分、代数相加.考虑到体积力和面积力均为伴生力,建立了非保守系统初值问题卷积型两类变量的广义拟变分原理.应用第一类卷积型两类变量广义拟余能原理研究了一个典型的非保守动力学系统初值问题的动态特性,并给出同时求解该系统的内力和变形两类变量的计算方法.理论和计算都表明,将非保守系统卷积型两类变量广义拟变分原理和计算方法退化到保守系统,可得到保守系统卷积型两类变量广义变分原理和相应的计算方法.     

广义非保守系统两类变量广义拟变分原理

为了进一步研究广义非保守系统的广义拟变分原理,同时考虑到阻尼力和伴生力的影响,首先明确了广义非保守弹性力学系统的基本方程,然后应用变积方法,建立了广义非保守弹性动力学系统的两类变量的广义拟变分原理,并应用两类变量的广义拟余能原理求解了一个广义非保守弹性结构系统具体算例,该方法较好地处理了动力分析中的一些复杂问题,顺利求得问题的解析解.     

积分二阶线性弱非完整系统动力学方程的场方法

给出了二阶线性弱非完整系统动力学方程的显形式,然后将场方法推广应用于积分二阶线性弱非完整系统的动力学方程.最后举例说明结果的应用.     

非保守分析力学初值问题的拟变分原理

由于变形体力学的广义变分原理在有限元素法和其他近似计算方法的应用方面取得重大成功,各国学者努力将广义变分原理的研究推广到分析力学中去.经过长期研究,明确了分析力学初值问题的控制方程,按照广义力和广义位移之间的对应关系,将各控制方程卷乘上相应的虚量并代数相加,考虑到系统的非保守特性,进而建立了非保守分析力学初值问题的拟变分原理和广义拟变分原理,并推导了相应的拟驻值条件.应用卷积型拟势能变分原理研究了有粘性阻尼的单自由度受迫振动系统,得到系统的振动方程及随阻尼衰减解和稳态解.     

分析力学基本微分原理在刚体系统动力学中的应用

本文试图把分析力学中已经发展成熟的基本方法应用于刚体系统动力学的研究。首先给出三类空间(坐标空间,速度空间和加速度空间)中刚体虚位移的定义,在此基础上,把分析力学的三个基本微分原理(D'Alembert—Lagrange原理,Bertrand—Jourdain原理和Gauss原理推广到适用于刚体系统、对有非线性非完整约束的刚体系统,应用Bertand—Jourdain原理推广了Wittenburg方程。应用Gauss原理,推导出有二阶非线性非完整约束的刚体系统运动方程。     

非保守分析力学的拟变分原理

变形体力学的广义变分原理在有限元素法和其他近似计算方法的应用方面取得重大成功,但将广义变分原理推广到分析力学中去的研究进展缓慢,难度很大.针对该问题,首先明确了非保守分析力学问题的控制方程,并按照广义力和广义位移之间的对应关系,将各控制方程乘上相应的虚量积分并代数相加,考虑到系统的非保守特性,建立了非保守分析力学问题的拟变分原理和广义拟变分原理.进而建立了非完整非保守分析力学问题的拟变分原理和广义拟变分原理,并给出合适的算例.     

弹性结构非保守系统的广义拟余能原理及其应用

非保守系统的广义拟变分原理在求解科学和工程问题的解析解和近似解方面有广泛的应用前景.由保守系统的最小余能原理出发,并考虑伴生力的特性,分别采用加零变换法和变积方法推导适用于弹性结构系统的广义拟余能原理.并将该原理应用于流固耦合问题,给出同时求解结构的内力和变形两类变量的计算方法.广义拟余能原理的建立为非保守系统的有限元计算提供了重要的理论依据.     

弹性单体初值问题的拟变分原理及其应用

单柔体动力学是多柔体动力学的基础,把单柔体动力学的理论研究好了,多柔体动力学的理论也就水到渠成了;另外,单柔体动力学还有它独特的重要应用.文章应用简捷的方法,建立了非保守单柔体动力学的卷积型拟变分原理,推导了非保守单柔体动力学的卷积型拟变分原理的拟驻值条件.以弹性拦截器为例说明了变形速度对弹性单体运动轨迹和运动姿态的影响,研究了弹性单体的动力特性.讨论了解析法与数值法的互补特性.     

变质量质点系的相对运动动力学

本文研究变质量质点系的相对运动动力学。推导出变质量质点系相对运动动力学的基本方程、Lagrange方程、Routh方程和Appell方程。其中某些方程可用于研究变质量非完整系的相对运动动力学。给出例子说明这些方程的应用。     

NIELSEN动力学普适方程对非完整动力学系统的应用

介绍文献《ＮＩＥＬＳＥＮ动力学普适方程》中提出的ＮＩＥＬＳＥＮ动力学普适方程,并将其应用于经典非完整动力学系统,得到与传统解法相同的结果,说明该方程适用于任何物理模型确定的动力学系统．     

旋量形式的刚体动力学方程及其应用

本文使用旋量方法建立旋量形式的动力学方程,并应用于非完整约束系统,且给出算例说明方程的应用。     

关于Lagrange力学逆问题的探讨

本文对Lagrange力学逆问题进行了探讨.在文献[1]的基础上,对牛顿系统的基本形式、运动形式及在一维系统、一阶方程组等特殊情形下的自伴随条件作了研究.并且结合Ⅰ程实际中的问题,应用构造Lagrange函数的Engels第一方法,得到了一个一阶方程组和一个二维非保守非线性系统的Lagrange函数,为获得最佳控制提供了必要的依据.     

关于非完整系统分析动力学的一个问题

第1部分,从Hamiltion原理出发,在泛函全量式中引入Lagrange乘子,将约束条件纳入泛函中,Lagrange乘子作为独立变量参加变分,进而将泛函的约束条件转化为泛函的自然条件,第2部分,在泛函的全量式引入Lagrange乘子,Lagrange乘子不参加变分,进而推导出非完整系统测地轨道方程,第3部分,在泛函的变发式中引入Lagrange乘子,进而推导出非完整力学的真实轨道方程,然后给出一个典型实例,验证了本文的理论和方法的正确性。     

Lagrange方程应用于电系统和机电系统运动分析

分析力学是从能量的观点出发，运用数学中的分析法来求解力学问题，分析力学已应用于许多工程问题的求解，在简要介绍分析力学中的Lagrange方程的基础上，用Lagrange方程来求解电路中的RLC振荡问题，并提出了将Lagrange方程应用于电力系统暂态分析中需要考虑的若干问题。     

叶片振动对转子-轴承系统动力学行为的影响

依据转子动力学理论，应用Lagrange方程建立了叶片与转子一轴承系统耦合振动的非线性动力学模型．为了分析叶片的惯性影响和系统的时变性，将叶片模化为单摆模型．利用一个线性变换将叶片振动方程中与转子耦合的一节径振动方程与其他叶片振动方程解耦，再利用周期变换将叶片和转子的耦合振动方程转化为常系数方程．采用Runge-Kutta数值方法求解系统的动力学方程，用分岔图、最大Lyapunov指数曲线、Poincar6映射图和频谱图等分析系统的稳定性．数值结果表明：叶片阻尼系数的变化对系统动力学行为有显著影响，在低转速时叶片振动可减小系统发生混沌的转速范围，在高转速时，叶片振动延迟概周期运动的出现．     

弹性非保守系统的拟变分原理

在文献［１］的基础上，进一步考虑系统的运动性态，提出并证明了弹性非保守系统的拟变分原理，并利用该变分原理及有限元法分析薄板的弹性动力学响应问题。结果表明，所提出的变分原理能较好地满足薄板非保守系统的动力学响应数值计算的要求．     

完整系统动力学方程的研究

借助广义坐标，不计算广义力，从能量和功率观点建立完整系统动力学方程的一种形式，为解决多自由度系统动力学问题提出简捷解法。对于相当广泛的一类系统，这种方法与传统的Lagrange方程比较，物理意义更为明显，计算简捷。     

非局域生长方程标度奇异性分析

采用动力学重整化群方法,分析表面界面粗化生长动力学的标度奇异性,得到非局域生长方程动力学标度奇异指数的一般结果,并将该结果应用于非局域Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）方程和非局域Lai-Das Sarma-Villain（LDV）方程,以判断其标度奇异性.研究结果表明：生长方程的动力学标度奇异性除了与基底维数、最相关项有关外,还与非局域因子密切相关,局域条件下表现为正常标度行为,而非局域情况下出现奇异标度行为.