基于系统动力学的区域创新系统运行机制研究

区域创新系统的发展是区域发展的关键性因素,如何保持区域创新系统的持续运行,是一个有现实意义的问题。以系统动力学的有关理论和方法为基础,通过建立区域创新系统的动力学基本结构模型,分析创新系统中人才、知识和资金的反馈机制,来研究区域创新系统的结构和运行机制,从而为区域创新战略的正确制定和有效实施提供理论依据。     

系统动力学模型在采办风险评估中的应用研究

针对武器装备采办过程中的风险管理问题是一个复杂系统问题,提出了运用系统动力学(SD)方法解决风险评估与管理问题的构想.以系统动力学理论为基础建立了采办风险模型,从多个方面分析了武器装备采办各因素的相互关系和风险来源.通过实例进行了系统动力学仿真计算和结果分析,得出了影响采办项目完成的风险因素,并对某一阶段进行了预警分析.研究结果表明,系统动力学(SD)对于采办风险评估、风险监控等具有应用价值.     

复杂网络上的同步斑图

作为非线性时空系统中特有的现象,动力学斑图受到不同研究领域人们的共同关注.近年来,受网络科学发展的影响,人们对复杂网络中的各种集体动力学行为进行了深入研究,并在此过程中认识到网络结构对网络动力学的重要影响.因时空斑图是众多复杂系统实现其功能的动力学基础,又因复杂网络结构在现实复杂系统中普遍存在,故复杂网络中的斑图行为受到人们的关注.然而,受技术和方法的限制,目前人们对复杂网络中的斑图行为研究甚少.本文以全同混沌振子组成的耦合复杂网络为例,简要介绍了近年来人们在复杂网络同步斑图研究中所取得的一些进展,包括同步斑图的动力学特征、网络对称性对同步斑图的影响、同步斑图的稳定性分析理论以及同步斑图的控制方法等.同时,文中还将围绕现实复杂网络中遇到的一些具体问题,就目前复杂网络同步斑图研究中所存在的问题和面临的挑战进行简单的讨论.     

科技工作者建议

开展复杂机械系统动力学正反问题及工程应用的研究机械系统的动力学建模、分析、设计和控制的一般理论和方法是机械动力学学科的主要研究范畴,其总体发展趋势是高速、高精度、非线性、多尺度和多场耦合系统的动力学。需要发展新的机械动力学理论、分析与仿真技术来研究机械工程系统的大范围动力学特性,要基于对工程系统动力学的深刻理解来发展新的优化方法和故障诊断技术,实现对系统的动力学设计,还要发展各种主动控制乃至智能控制来使系统获得所需的运动。建议优先开展以下几方面的研究工作:     

Internet动力学初探

复杂性科学研究被誉为“21世纪的科学”,以研究复杂系统为使命,在国内外正引起多个学科的越来越多的关注。国内学者提出的开放的复杂巨系统理论强调分析具体复杂巨系统动力学特性的重要性。文中从复杂性科学出发,从系统动力学的角度,探讨Internet的动力学特性：系统结构、组织机制、开放性、演化性等,以及Web的冲浪规律。     

矿区环境系统动力学仿真模型的建立

以研究复杂问题和复杂系统的有效工具——系统动力学为手段，把矿区环境系统分成固体废物、水和大气三部分，建立了矿区环境系统动力学仿真模型。并以某矿区为例进行了历史检验和动态仿真与预测。研究表明，所建立的模型是有效的和可信的，能够充分代表现实的矿区环境系统。该模型还具有一定的通用性和可移植性。     

关键层理论在保水开采中的应用

在绿色开采思想的指导下,对关键层理论在保水开采中的应用进行了分析。通过算例讨论了三者的关系并分析了岩层变形一渗流耦合系统的复杂性特征,提出应用复杂系统动力学理论解释突水机制的初步设想。研究表明,在承载关键层破断前,承载关键层同时也是保水关键层;在承载关键层破断后,不再具有隔水作用,而保水关键层此时由渗流关键层充当;如果承载关键层破断,并且渗流关键层不存在,则会发生突水现象。岩层变形一渗流耦合动力学系统是具有时变边界、非线性、非均匀性和非连续性等特征的复杂系统。将复杂系统动力学引入突水防治理论研究,可以从本质上描述突水的过程。     

复杂系统动力学、控制的几个问题

本文简述的“复杂系统”,即是多刚体、多柔性体、多充液腔体及其耦合的复杂大系统。航天高科技的发展 ,向力学界提出了研究多体复杂系统动力学、稳定性、振动与控制的重要任务 ,本文将力学与航天高科技相结合 ,简述复杂系统的建模、充液柔性航天器动力学与控制、航天柔性结构动力学与控制、充液柔性航天器大幅晃动的数值模拟的几个问题。     

人类行为、复杂网络及信息挖掘的统计物理研究

通过实证统计与理论模型分析相结合对复杂系统进行研究是一种全新的认识和探索.建议从人类行为的统计特性、复杂网络同步与复杂神经网络、信息挖掘与复杂网络链路预测3个方面,基于大量的实证统计和分析,结合有效的动力学模型,针对人类自身行为的规律特性、社会个体之间的相互作用、神经系统的动力学演化、信息的有效推荐和网络演化的有效预测等重要问题,运用统计物理理论进行全方位的探索,深入挖掘各种决定复杂系统演化过程的基本机制与规律.     

Lorenz-84系统的分岔与数值分析

基于Lorenz系统的动力学研究,综合运用严格的数学理论分析Lorenz-84系统的平衡点分岔并数值模拟其动力学行为。首先研究系统平衡点及产生分岔的条件;其次借助系统的Lyapunov指数谱、分岔图、相图以及Poincare映射对其复杂的动力学行为进行研究,验证了该系统的混沌吸引子特征。这些分析表明该系统不仅能够发生平衡点分岔,而且在一定的参数区域存在混沌状态。     

刚柔耦合弹簧摆的复杂动力学行为

 针对同时具有快慢变量的时变、强非线性刚柔耦合的多体系统, 利用弹簧摆模型定性分析和数值模拟系统复杂的动力学行为.建立双时间尺度变量刚柔耦合弹簧摆的无量纲动力学方程, 从能量守恒角度出发, 比较、选择更适用于容易产生刚性问题的数值求解方法.将不同时间尺度变量之间的频率比和初值摆角作为控制参数, 数值模拟分析弹簧摆在较大频率比和大摆角初始条件下, 大范围摆动和小幅度振荡相耦合的复杂动力学行为, 给出了一定范围内系统快慢变量呈现不同动力学性态所对应的参数域.结果表明, 双时间尺度变量系统随着不同尺度变量之间频率比和初始条件的变化呈现出包括混沌的复杂动力学行为, 尤其大摆角初值更容易导致快慢变量产生混沌行为, 这为进一步刚柔耦合多体系统动力学行为的定性分析、数值仿真研究打下一个基础并提出参考和依据.     

复杂网络的控制及计算机数值算法

针对复杂网络存在稳定的同步现象问题,采用了一种节点为三元二次迭代方程的复杂网络的控制方法.以相同结构动力学系统作为节点构造复杂网络,通过多控制信号和单一正弦控制信号来分别控制该动力学系统,通过计算机仿真模拟.结果表明:复杂网络存在稳定的同步现象,仿真模拟证明多控制信号和单一正弦控制信号对该动力学系统的控制方法是有效的.     

复杂网络传播动力学研究进展

网络上的信息或者疾病传播问题是复杂网络研究的焦点之一,其不仅依赖于信息或者疾病自身的传播特征,而且依赖于网络的结构与演化,是疾病传播动力学与网络演化动力学的耦合过程,会产生十分复杂的动力学现象。文章主要介绍复杂网络上传播动力学的一些基本概念、建模与研究方法,主要包括基于对关系、度、节点和渗流理论等四类网络传播动力学模型以及复杂网络传播动力学建模与分析方面的主要进展。     

气浮长轴承支撑弹性转子的非线性动力学行为分析

以气浮长轴承支持的高速弹性转子-轴承系统为研究对象,采用一种新的长轴承气膜力的表达式,并运用现代非线性动力学理论建立系统的动力学方程,利用Runge-Kutta法求解非线性方程,运用Fortran和Matlab对系统进行数值模拟。通过分析相图、分岔图、Poincare截面图以及幅值谱图,得出系统丰富的非线性特性。结果表明,系统中存在分岔、概周期及混沌运动等复杂的动力学行为,在此基础上分析了系统的某些参数对系统非线性动力学行为的影响。     

软机器动力学建模与仿真研究进展

软机器是以软材料、软构件为主要部件的机械系统,具有可大变形的软依从性特点,可提供传统机器不具备的功能,并带来与人类亲密交互和协同工作的可能性.因此,软机器是人工机器的重要补充,也是未来先进机器发展的重要分支方向.力学建模和分析是软机器设计与研制过程中必不可少的环节,而动力学建模与仿真分析则为复杂软机器的系统设计和控制提供有效方法.本文综述和分析了软机器动力学建模与仿真的研究进展.首先,概述了其研究现状,包括运动学描述、非线性软材料建模、柔性体接触动力学、瞬态动力学高效计算和动力学控制五个方面;其次,分析了研究中存在的问题与挑战及其原因,提出了需注意的平衡关系;最后,根据研究现状和问题,预测并展望了软机器动力学与控制研究的潜在发展方向.     

复杂网络中的级联失效研究进展

随着网络科学的发展和复杂系统理论的兴起,学者们开始对复杂网络的结构和动力学特性展开深入研究。在复杂网络动力学特征中,级联失效作为复杂网络动力学特征中重要的研究领域之一,描述了一个系统或过程中的一个故障或错误导致其他相关组件或环节的连锁反应性故障。学者们针对复杂网络中的级联失效提出了多种级联失效模型和恢复策略。本文对级联失效的发生机理进行了分析,总结了国内外针对复杂网络中级联失效的研究成果,并概括了应对级联失效的恢复策略,同时指出了现有研究存在的问题与不足之处,为未来的研究提供了一定的思路。     

基于复杂网络的城市交通系统复杂性概述

主要同顾了复杂网络在城市交通网络中的相关研究概况,包括城市交通网络拓扑结构复杂性、道路交通流与复杂网络及网络交通流与复杂网络之间相结合的研究,并就交通系统特有的属性提出了综合应用复杂网络、系统科学、非线性动力学、城市交通等理论来研究城市交通复杂性的重要意义。最后对进一步需要讨论和分析的问题进行了展望。     

两个时变复杂网络的自适应同步(英文)

研究了两个时变复杂网络的自适应同步。根据Lyapunov稳定性理论,分析了两个时变复杂网络的同步条件,并且证明了它的有效性。为了验证理论结果,以不同参数下的Lorenz系统作为两个时变网络的节点动力学系统进行仿真分析,从仿真结果可以得到:如果不施加控制,这两个时变复杂网络不能实现同步;如果设计合适的自适应控制器,这两个时变复杂网络将达到同步。不管是对相同结构的复杂网络,还是对不同结构的复杂网络,仿真结果和理论分析均一致。     

基于ADAMS集装箱起重机拉杆系统动力学仿真

为研究在起升、小车运行机构联合启动、平稳运行和制动等复杂工况下的拉杆系统断裂情况,对岸边集装箱起重机拉杆系统采用虚拟样机模型进行刚体动力学和刚柔耦合体动力学仿真,并对仿真后的曲线数据结果进行合理有效的分析,研究结果为解决岸边集装箱起重机拉杆断裂问题提供了参考数据。     

复杂动态网络同步控制及其在信息物理系统中的应用

信息物理系统是一个高度复杂的物理系统,物联网被认为是信息物理系统的一种简约应用.基于复杂动态网络及其同步控制思想,研究信息物理系统中的控制问题.首先,阐述复杂动态网络模型、复杂动态网络同步控制、网络故障诊断;其次,提出信息物理系统中的控制问题,分析复杂动态网络同步控制技术在信息物理系统控制中的应用;最后,对信息物理系统中控制问题的研究提出建议.