黏度计减除下端及摩擦后液体黏滞系数的修正

采用减除黏度计下端及摩擦后测量甘油的黏滞系数,由实验结果对液体黏滞系数的计算式进行修正。在外力作用下,黏度计内筒转动时,除受到待测液的黏滞阻力作用外,还受到支撑转轴的钉子的阻力、拉线与滑轮的阻力等的作用,而计算黏滞系数的斯托克斯公式只适用于转筒的侧面,不包含转筒下底面和其他阻力因素的影响。所以,在待侧液只没过内筒下底面的情况下测出使内筒匀速转动所需砝码m1及转速,再测出加满待测液时在相同转速下所需的砝码m2,对斯托克斯公式进行修正,实验结果与落球法作比较,验证本实验方法的可行性。     

基于线性耦合的变形蔡氏电路异结构混沌同步

分析了2种变形蔡氏电路的特性,表明了它们是具有拓扑相似性的异结构混沌系统.采用单变量线性耦合的方法,实现了2系统之间的混沌同步和反相同步;根据Hurwitz稳定性判据,得到了耦合系数δ的取值范围;设计了实现两拓扑相似异结构系统混沌同步和反相同步的实验电路,实验结果表明,与同结构混沌同步相比,拓扑相似异结构系统混沌同步具有更多的优点.     

轴向运动黏弹性梁平面耦合非线性受迫振动

 数值研究简支边界条件下,平面耦合轴向运动黏弹性梁受简谐外激励的非线性受迫振动稳态响应问题.在控制方程中,黏弹性本构关系采用物质导数.运用有限差分方法,对两端简支的轴向运动黏弹性梁的非线性受迫振动平面耦合模型求数值解.当激励频率接近固有频率时,通过对平面耦合非线性受迫振动稳态的幅频响应进行数值仿真,确定外激励幅值、黏弹性系数以及非线性系数对稳态周期解的幅值的影响.     

驱动响应系统之间的广义同步与相同步

研究了驱动响应混沌系统之间的广义同步和相同步关系。借助辅助系统方法，通过计算系统的平均旋转数，分别研究了驱动响应混沌系统之间达到广义同步和相同步时，广义同步和相同步与耦合强度的关系。结果表明，随着耦合强度的增加，广义同步总是先于相同步发生，即系统间达到广义同步所需的耦合强度小于达到相同步所需的耦合强度，这说明了广义同步弱于相同步，相同步是广义同步的一种。     

充液椭球形Cassini贮箱刚-液耦合晃动特性试验研究

针对火箭发生刚-液耦合晃动现象时,箭体产生的横向偏移和姿态偏转难以在地面有效模拟的问题,设计并提出了一种基于六自由度平台的地面刚-液耦合晃动实验装置及方法,介绍了该装置的基本结构系统、刚-液耦合晃动实现方法及流程。在不同激励频率和多组充液高度下,对无挡板贮箱的刚-液耦合晃动位移进行了试验研究,发现激励频率与刚-液耦合晃动位移之间满足三次多项式函数关系。此外,从液体晃动的被动控制角度出发,在相同工况下对比探究了薄膜浮板与环形挡板对液体晃动的抑制效果,并对两种挡板结构下的晃动位移差异进行了解释分析。实验发现：薄膜浮板在不同充液高度下的“频率-位移”曲线趋势基本一致;而环形挡板与初始液位高度水平时,其对液面晃动的抑制效果最明显。     

参数未知的超混沌系统的反同步与参数辨识

基于混沌同步的主动控制法,提出反对称结构的直接构造法,利用该方法设计了反同步控制器和参数追踪规则,构建了反同步控制器的电路实验,实现了参数未知的超混沌耦合发电机系统的反同步与未知参数的辨识。数值模拟和电路仿真结果证明了该方法的有效性。     

耦合各向异性蠕变损伤的黏弹性薄板的弯曲

设损伤张量的主方向与应力张量主方向相同,基于Schapery的耦合损伤增长的对应原理,得到考虑各向异性蠕变损伤的黏弹性本构关系.将薄壁结构沿厚度方向分层,建立层合模型,且由Kachanov的损伤演化方程描述损伤沿层中各点处2个主方向的发展.具体分析了承受均布荷载的四边简支黏弹性薄板的弯曲,给出耦合各向异性损伤黏弹性薄板蠕变弯曲问题的控制方程、边界条件以及求解方法.数值算例表明:黏弹性薄板弯曲时的材料主方向与时间基本无关;当荷载在一定范围内时由于内力的重新分布,考虑损伤后的黏弹性薄板挠度最后趋于稳态值;损伤沿厚度方向的非均匀演化引起拉弯耦合效应增加了板的变形;基于各向同性损伤模型所得板的蠕变变形大于各向异性损伤模型所给出的值.     

基于紧致交错差分格式的二维声波及黏滞声波方程数值模拟

针对常规网格差分难以适用于地震波场数值模拟中复杂介质的问题,首次将紧致交错有限差分格式应用于黏滞声波方程的数值模拟研究并同声波方程的数值模拟进行了模拟精度、频散关系和稳定性分析等方面的比较。理论研究结果表明：当差分精度相同时,紧致交错网格所需节点数要少于常规的中心差分和交错差分格式,计算效率更高;同常规的交错差分与中心差分格式相比,紧致差分的截断误差更小,数值频散也更低,能够适用于粗网格计算;差分精度相同情况下时进行数值模拟,紧致交错格式所需要的时间网格更小,稳定性条件也更为严格;紧致交错差分格式在完全匹配层(perfectly matched layer, PML)条件下,能够对边界反射进行有效吸收。最后,对均匀、水平层状介质以及Marmousi模型进行了黏滞声波方程的数值模拟和波场特征分析,实验结果证明了该方法对于复杂介质的数值模拟的适应性和有效性,并具有较高的模拟精度及计算效率。     

连接密度对于均匀网络上耦合映象同步方式和同步时间的影响

通过修改随机网络的连接概率,研究了网络的连接密度对于均匀网络上的同步方式和同步时间的影响,发现稠密的网络上同步时间与耦合强度关系是单调的.进一步揭示了连接密度产生这种影响的机制,即在稠密的网络上,弱耦合Logistic映象具有与强耦合Logistic映象相同的同步方式,于是随着耦合强度的变化,不出现两种同步方式的转变以及相应的同步慢化.     

基于同步共享内存的海—气模式耦合的实现

为解决海—气模式耦合过程中不同模式分量间数据的高效传递问题,选取Linux系统下通信效率最高的共享内存通信机制,为交换数据开辟共享内存区,并通过信号量协调数据交换时的同步,编写了基于同步共享内存的耦合模块。将该模块应用于中尺度大气模式MM5和第3代海浪模式WAVEWATCHIII的耦合中,对多个热带气旋的数值模拟试验表明:采用同步共享内存耦合模块建立的大气—海浪耦合模式运行稳定、高效,计算机时较传统耦合方法减少6%以上;耦合模块独立于数值模式,可直接移植到其他模式分量的耦合中,且适用于SMS和VSMS并行系统的计算。     

规则网络中流耦合作用对爆发式同步的影响

耦合振子系统的爆发式同步是许多生物系统自组织动力学行为的内在机制之一,因而倍受关注.考虑到现实生活中许多振子之间的相互作用是非对称性的,通过理论分析和数值计算方法,详细研究了规则网络中,流耦合作用对耦合相振子系统爆发式同步动力学行为的影响.结果表明,非对称的流耦合作用,在具有特定频率空间分布的耦合相振子系统中,有利于促进耦合相振子系统产生爆发式同步.耦合系统达到爆发式同步所需的临界耦合强度与流耦合强度成线性关系.此外,在同步区间可观察到集中锁相和分散锁相两种同步形式共存.通过理论分析,给出了流耦合作用对促进耦合相振子系统爆发式同步的内在机制.研究结果可以为更好地理解非对称耦合作用下耦合相振子系统的自组织现象提供理论支持.     

异结构超混沌系统的完全同步与反相同步控制

基于Lyapunov稳定性理论和非线性动力学理论,构造出相应的非线性控制器,实现了三维混沌系统与四维超混沌系统之间异结构完全同步与反相同步控制,并对上述2类同步给出了严格的数学证明。以一个新型三维自治系统为例,引入状态反馈变量,构造了一个新的超混沌系统,研究了不同维数混沌系统之间的异结构完全同步与反相同步问题。最后,借助于Runge-Kutta算法进行数值仿真,通过对误差系统的误差进行分析,得到驱动系统和响应系统状态变量误差能在短时间内快速趋于零,表明理论推导的正确性和所提出方案的有效性。     

利用单向驱动非线性耦合Duffing振子检测微弱信号

针对单个Duffing振子检测微弱信号时相变判别计算量大、时间长、不易把握等问题,建立了一个单向驱动非线性耦合Duffing振子系统,根据横向Lyapunov指数分析了系统在混沌态到大尺度周期态时振子间运动轨迹的同步演化特性,提出了利用同步误差来判别相变的新方法。实验仿真表明,在强噪声背景下该耦合系统仍能够正确快速地检测出微弱信号。     

耦合非线性振子的一些同步行为

本文以耦合Duffing振子为例研究了耦合非线性振子的一些动力学行为;研究表明,在不同的耦合强度情况下,出现不同的动力学特征.随着耦合强度的变化,耦合系统分别进入周期同步和混沌同步状态.     

对次近邻单向耦合振子的同步研究

【目的】在Kuramoto局域耦合振子平均场模型基础上,探讨在非对称耦合作用下一维闭合环上次近邻Kuramoto相振子的同步动力学行为。【方法】在最近邻单向耦合振子的动力学模型的基础上,建立次近邻单向耦合振子的动力学模型来研究少数耦合极限环系统的行为;通过数值模拟,得出平均频率、系统序参量与耦合强度的关系;通过理论分析少体系统的动力学稳定性。【结果】通过比较文献,证明次近邻单向耦合振子对同步存在影响。当在少数耦合极限环系统下(N≤6),耦合强度大于一定阈值时,所有振子都被同步到平均频率上,序参量随耦合强度的增加而趋于1,而在振子较多(N6)时,在系统同步区域的序参量会出现多定态分支。【结论】一维闭合环上考虑次近邻耦合振子在非对称耦合作用下同步区域呈现多同步定态。非零稳态出现分支现象与耦合振子系统大小有关。     

内外噪声驱动下的非马尔可夫动力学性质

本文研究了在内高斯白噪声和外电报噪声同时作用下的系统,得到了一般系统的定态联合概率密度的时间演化方程,通过该方程研究了线性系统和非线性系统的定态弛豫时间,发现对于弛豫时间内外噪声具有耦合效应。     

外部扰动对耦合基因调控系统振荡同步性的影响

用数值模拟的方法研究了平均场耦合基因调控系统振荡同步性.结果表明:通过调节耦合基因调控系统的控制参数可以调控系统的同步性;对处于稳定态和振荡态的系统,噪音的引入都能够增强系统的同步性,且振荡态下噪音的同步性增强效应更明显;耦合系统的异质程度、耦合强度对同步性有重要影响,存在最佳耦合强度使得系统的同步性达到最佳;外信号的引入可以提高系统的同步性.耦合基因调控系统的振荡同步性对外信号的频率变化不敏感.     

吸引与排斥耦合神经元中的稳定幅度奇异态

在耦合振子系统中,表现为具有振幅空间相关性的振子与空间非相关性的振子共存的幅度奇异态与动物半脑睡眠的内在机制密切相关,因其具有初值敏感性和存活时间较短的特点而常被认为是走向系统同步时的过渡态.该文通过在耦合系统中引入吸引与排斥耦合作用,耦合神经元振子系统会随着吸引耦合作用强度的增加从相位奇异态走向稳定的幅度奇异态和死亡奇异态.幅度奇异态的团数随耦合作用半径增加而按幂律关系减小.通过对2个耦合振子分析,发现稳定幅度奇异态的形成机制源于耦合引起的霍普夫分岔而产生振荡中心为一正一负的2个小振幅振荡与原有大振幅振荡的竞争.随着耦合作用的进一步增加,这2个一正一负的小振幅振荡均走向振荡死亡.当耦合半径增加时,它们的竞争最终形成死亡奇异态.     

1960年以来太湖水位变化特征及影响因素分析

以太湖为研究对象,综合采用Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析等方法,分析太湖1960—2018年水位数据,阐明太湖水文特征变化及其影响因素．结果表明:1960—2018年间太湖水位整体呈现缓慢上升趋势,极值水位波动幅度较强;年内水位受降雨分配的影响呈单峰型变化,汛期尤为明显;水位周期性显示稳定的时间尺度是9 a,变化强烈的时间尺度分别是22和28 a;气候变化和人类活动共同影响了太湖水位的变化,2000年前太湖水位对降水的响应十分敏感,而2000年后太湖水位受人为调控而趋于稳定;合理范围内的水位波动对整个流域的水资源调配和太湖的生态水文特征有重要影响,科学的水利工程调控有利于太湖湖泊生态系统的健康发展．研究结果可为太湖水情调控和湖泊生态系统管理提供理论参考和决策依据．      

Lü系统的线性混合双(单)向耦合混沌同步

针对双(单)向耦合的两个混沌系统的同步问题,提出了一种线性混合双(单)向耦合的混沌系统同步方法.基于矩阵论和Lvapunov稳定性理论,根据同步模型的误差动力学系统给出了同步条件.针对Lü系统,通过选择适当的耦合参数,使得误差系统全局渐进稳定,即使得驱动系统和响应系统的状态达到同步.结果表明,在参数范围内可以保证系统的同步.理论分析和仿真结果都表明了该方法的可行性和有效性.