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张伟:在重大工程中探寻非线性动力学

走进张伟的办公室,到处堆满了资料和书籍,一座座小山似的,只留出一条狭窄的过道。张伟不好意思地解释:“最近经常出差顾不上收拾,我这人也不太讲究。”不拘小节的性格,让这个从事应用基础理论研究的动力学专家少了几分学究气,多了几分亲切感。 $$为学,站在国际学术前沿 $$非线性振动、混沌运动的控制、高维非线性系统……这些对于没有专业知识的人来说实在深奥,张伟从一个个鲜活的实例讲起。 $$“‘神五’发射过程中前两分钟,航天员杨利伟感觉箭体振动非常剧烈。飞船返回后对测振仪器收集的数据用线性理论进行了分析,得出的结论和测出的结果竟不一样,改用非线性的方法进行分析才解释清楚。” $$张伟说,随着我国工业突飞猛进地发展,许多生产、实验中遇到的动力学、振动和控制问题要用非线性动力学理论进行研究。“就拿我国现在重点研发的大型精密高速切削机床来说,工件和刀具一接触就有颤振,而且很难完全消除。现在我们知道了这也是一种非线性振动,下一步就是...  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 光明日报2007-08-27
《力学与实践》2000年05期
力学与实践

工程专业非线性动力学教材建设 ──介绍《非线性动力学》一书

非线性动力学不仅是基础研究中的重要课题,也有广阔的应用前景.随着理论研究的深入,其工程应用愈来愈受到重视.非线性动力学不仅是数学、物理学科教学内容,而且正在成为工程专业学生特别是研究生教学内容的一个重要方面.工程问题的研究者有必要理解和掌握非线性动力学的概念和方法,以便能从新的角度考察各自专业中的研究课题. 国外从1984年起陆续出版以混饨为主要内容的非线性动力学教材文献出,为最早的面向工程专业的非线性动力学教材,但除个别例子外与数理专业教材差别不大.文献[2~5]都是有工程专业特色的教材,但理论深度仍嫌不足,而且涉及分岔的内容也太少.国外尚无面向工程专业的分岔教材,文献[6]和文献[7]不失为分岔理论意义方面的优秀导引性著作,但仍不适宜用作工程专业教材.国内已出版了很有特色的非线性动力学著作 [8,9],但其中侧重分岔,混饨的内容较少,分形基本没有涉及.总之国内外尚未见兼顾混沌、分岔和分形同时又面向工程专业的非线性动力学教材....  (本文共2页) 阅读全文>>

《国外医学.生物医学工程分册》1988年03期
国外医学.生物医学工程分册

非线性动力学与生物系统

一、非线性动力学 动力学系统一般是指用常微分方程、偏微分方程描述的系统,而非线性动力学系统是指由非线性方程所描述的系统。在非线性动力系统中会出现很多特殊的现象,诸如极限环、锁相、周期倍化分岔、棍沌(Chaos)和孤粒子(Solit。。)等现象,这些现象在线性系统中是不存在的,所以它们不能用线性理论米进行解释。 到目前为止还没有一套完整的非线性处理方法,非线性微分方程能够求解的也只有少数几个。以往人们在处理非线性时往往用线性化近似的方法,这种方法在非线性不太强的系统中是适用的,但在非线性较强的系统中采用了此法,就会把非线性中最本质的因素忽略掉了。随着科学技术的发展,人们越来越认识到非线性现象的重要性,因此,对非线性动力学的研究也越来越引起人们兴趣,特别是混沌现象研究的出现,使非线性动力学研究推向了高潮〔26〕。 二、确定性与随机性 牛顿力学似乎天生就是“确定论”的,在历史上,“力学世界观”因而也成了“机械论”同义词,但实际上亚一华...  (本文共4页) 阅读全文>>

东北大学
东北大学

转子系统故障的若干非线性动力学问题及智能诊断研究

旋转机械是指大型汽轮发电机组、水轮发电机组、核电机组、航空航天发动机、高速压缩机、离心机、离心泵和高精度机床等以转子系统为工作主体的机械设备,它们广泛地应用于电力、石化、冶金、机械、航空等各工业部门。随着科学技术与现代化工业的发展,旋转机械正朝着大型化、连续化、高速化、轻型化、集中化、自动化和大功率、大载荷方向发展。这一方面提高了生产率,降低了生产成本;但另一方面,这些设备一旦发生故障,所造成的经济损失将会成倍的增加。最近几十年来由于机械设备故障导致的灾难性事件时有发生,造成的经济损失、人员伤亡和社会影响也是难以估量的。因此,一方面对于旋转机械在速度、容量、效率和安全可靠性等方面提出了更高的要求;另一方面使得发展并应用先进的状态监测与诊断技术对设备故障进行检测和诊断显得尤为重要。本文以旋转机械的转子系统和工程结构为主要研究对象,首先系统阐述了转子系统中转轴的非线性刚度问题、转静子碰摩和基础松动等非线性故障转子动力学问题及研究方法...  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

复杂化学体系中若干非线性动力学问题的研究

噪声(布朗运动,涨落,随机力)可以在特定的场合下起到建设时空有序结构、减少信息丢失、探测微弱信号等建设性的作用,近年来这已经成为非平衡统计与非线性动力学领域内的共识。这方面最突出的例子就是随机共振和分子马达(布朗棘齿),其它的例子还有噪声诱导相变、噪声诱导共振、噪声增强稳定性、噪声增强同步等等,新的此类现象还在不断发现中。研究此类问题对于深入了解介观层次物理化学过程的动力学特性与统计特性,揭示细胞、亚细胞层次的生命本质有着重要的意义。随机共振是指体系输出的信噪比在特定的噪声强度下取最大值。在具有内禀振荡的非线性体系中,没有外信号时也可以发生类似的现象,被称为相干共振。在耦合体系中,平均场感受到的实际噪声强度是受到耦合体系体积大小调制的,因此体系平均场的信噪比在耦合体系特定的体积取最大值,这种现象被称为系统体积共振。本论文的工作就是针对相干共振和系统体积共振而展开的。论文第一部分选择的研究对象是一氧化碳铂单晶表面催化氧化反应。非均...  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

《内蒙古民族师院学报(自然科学版)》1980年10期
内蒙古民族师院学报(自然科学版)

心电图数据的非线性动力学研究

心电图数据的非线性动力学研究杨明静张辉葛霁光(浙江大学)摘要本文介绍了几种非线性动力学处理信息的方法,它们也比较适合对心电图信息进行非线性研究,并得到了一些结果。为此首先要对ECG进行预处理,以获得更有效的便于分析的信息,用非线性动力学的方法从中提取动力学特征,为进一步早期临床诊断疾病提供依据。关键词非线性动力学;心电图;心脏;混沌1引言非线性动力学的发展近年来受到各学科的广泛关注,它与生物医学的相结合,极大地推动了生态学、脑功能、神经系统、病理现象等生物医学问题的研究〔1〕。混沌运动是确定性系统中局限于有限空间内的高度不稳定的运动,具有局部发散而整体收敛的特征。心脏显然是非线性的系统,它每时每刻都在受到内外各种因素的影响,它内部也相应地产生各种变化。用混沌等非线性动力学理论对心脏的研究开始于八十年代初,Glas等人用不同频率的刺激作用于离体的小鸡胚胎的心脏细胞,观察到细胞可以呈现出锁相、倍周期分叉和混沌的运动状态,锁相的状态同...  (本文共3页) 阅读全文>>