一类随机偏微分方程有限维约化的逼近

研究一类带Stratonovich乘性噪声的随机偏微分方程.将该方程的解约化到有限维随机不变流形,并用一类新的简化随机发展方程逼近原系统.证明了该新系统的有限维约化收敛到原系统的有限维约化.     

(2+1)维欧拉(Euler)方程组的对称约化和优化系统

利用经典李群方法,讨论了(2+1)维欧拉(Euler)方程组的不变群,得到了(2+1)维Euler方程组的对称,群不变解和优化系统.同时根据对称得到了(2+1)维Euler方程组的相似约化和一些新的显式解.     

1+1维Boussinesq系统的对称及其不变群

主要考虑1+1维Boussinesq系统的一些简单对称,得到一个4维对称李代数和它的一组基,并利用对称约化的方法将1+1维Boussinesq系统化为常微分方程组,从而由该系统的一个已知解得到依赖于单参数ε的一族解.     

一类非线性发展方程的渐近吸引子

无穷维动力系统的基本理念是将一个无穷维系统约化为一个有限维系统,但是,要进一步研究约化后的有限维系统的动力学行为是非常困难的,因为它们的结构是未知的.为了克服这个困难,诸如近似惯性流形等概念已被引入,对于Navier-Stokes方程,其近似惯性流形的存在性问题已被讨论,它是通过挤压性质找到一个Lipschitz函数,说明其整体吸引子位于该函数图的某个小领域,而文中是通过构造一个有限维解序列,说明长时间后其趋于方程的整体吸引子,理论上给出了一类发展方程的渐近吸引子的构造方法.     

无穷维最优化问题的离散化求解

对无穷维最优化的求解进行研究.利用离散化方法将无穷维最优化问题化为有限维问题.基于离散化问题的原始、对偶解,证明存在一组解序列收敛于原来无穷维最优化问题的最优解.同时,得到无限多类型网络均衡问题收费的近似值.     

无限维交通均衡问题离散化方法研究

研究了无限维的交通网络均衡问题的离散化问题,证明了在某些条件下,离散化后的有限维交通网络均衡问题的解存在且惟一.当离散分割细度趋向于零时,离散化问题的均衡解通过一定的变换将逼近无限维问题的均衡解.     

指数稳定性的复域判据

本文讨论无限维线性不变系统的指数稳定性问题.证明了指数稳定的充分、必要条件,推证了奈氏判据对无限维系统的适用性。     

利用本征正交分解的非线性Galerkin降维方法

提出了一种利用本征正交分解(POD)的非线性Galerkin方法,用于复杂流体动力系统的低维建模.该方法将满足流场边界条件的正交基(POD模态)张成的完备空间分解为有限维(低阶模态)子空间和无限维(高阶模态)子空间,并采用近似惯性流形逼近高阶模态和低阶模态的作用关系,用低阶分量来表示高阶分量,将无穷维流体动力系统降维成有限维动力系统.以雷诺数为200、攻角为20°时的NACA0012翼型绕流流动问题为例进行了低维建模分析,结果表明:由于考虑了高阶模态的影响,且不改变原系统的拓扑结构,因此该降维方法能够用较少的模态数来获得准确的动力学描述,弥补了传统POD降维方法由于忽略高阶模态影响而出现的不足,由此验证了该方法的有效性.     

无限维两体量子系统态的一些纠缠判据

探讨了无限维两体复合量子系统态的可分性问题,利用局域不确定性关系提出了无限维两体量子态可分的一些必要条件,得到了可分态所满足的一些不等式,推广了作者Otfried Guhne（PhysRev Lett,2004）和Zhang Chengjie（Phys Rev A,2010）的有限维的相关结果,对于识别无限维量子系统态的可分性是一个补充。     

一类非线性偏微分方程的级数解

利用李对称分析的相关理论和方法研究了一类非线性发展方程,获得了其有限维的李对称.进一步,通过向量场的伴随表示构造一维的优化系统.基于此优化系统,获得了原方程的4类约化系统以及包括级数解在内的群不变解.     

不变流形在非完整链式系统镇定中的应用

该文研究了非完整链式系统的反馈镇定问题.针对非完整链式系统,构造了给定控制律下系统的不变流形,基于所构造的不变流形,提出了一种反馈镇定控制律的求解方法,并利用该方法求得了一个非连续时不变反馈控制律及控制律参数选择的充分必要条件,证明了所得控制律能使n维非完整链式系统各状态指数收敛于原点,求得了在该控制律作用下,非完整链式系统各状态的解析解.最后,利用仿真示例验证了所提控制律的有效性.     

混沌吸引子的普适转变

二维动力学映射混沌吸引子的片结构将随耗散性的减弱以普适的方式截断,最终趋于哈密顿极限。不稳定不变流形的异宿相交可以解释混沌吸引子片结构的突变行为,突变点具有普适的标度,哈密顿映射对于耗散方向的重正化理论可以给出这一普适标度。     

非线性能量阱系统的强调制响应研究

为了得到谐波激励下本质非线性能量阱系统出现强调制响应的充要条件，开展非 线性能量阱系统的强调制响应研究 . 利用复变量平均法推导主共振下系统的慢变动力流方 程；结合多尺度法实现系统快、慢变流形的分离，得到不同参数下系统的慢不变流形以及全局 分岔特性；通过构建快变流形的一维映射函数，揭示非线性能量阱系统呈现强调制响应状态 的充要条件；搭建非线性能量阱系统的模拟电路，进行强调制响应检测电路试验. 仿真和试验 结果表明，强调制响应是由耦合系统慢变动力流中极限环的鞍结分岔引起的且真实存在，系 统出现稳定的强调制响应必须满足两个条件：一是非线性能量阱系统响应超越慢不变流形上 的极值点，又不吸引至慢不变流形某一分支；二是形成连续跳跃环路而不陷入局部循环时.     

一阶非线性分布参数系统的惯性流形与滑动模控制

给出一阶非线性分布参数系统的有限维惯性流形的存在性条件，得到了系统的滑动模方程式，并且讨论了通过取有限维反馈控制，得到系统全局稳定的条件，最后运用所得到的结果解决一个工程上的热加工控制问题。     

参数变化混沌动力学滑模变结构同步控制

对非线性控制系统,采用变结构控制方法,对参数变化的连续混沌系统,提出了几种控制混沌同步的方法,通过对参数误差的估计,利用滑动模实现同步.对部分参数为常数,部分参数变化的混沌系统,用输入输出解耦线性化后的不变流形与滑动模相结合的方法.具体对Lorenz系统进行研究,并给出数值模拟.     

飞向Halo轨道的太阳帆航天器轨迹优化设计

研究了太阳帆航天器从地球同步轨道飞向日-地第2Lagrange(L2)点Halo轨道时其转移并入轨的轨迹优化设计问题。提出了分3阶段优化设计的方法:首先调整航天器逃离地球的飞行轨迹,使其比较接近目标Halo轨道的不变流形;再借助不变流形,用遗传算法求解相应的最优控制,使其转移到目标Halo轨道的不变流形上;最后航天器将沿流形飞行完成入轨。数值仿真结果表明,提出的方法可以得到相当好的转移轨道。由此显示:将转移轨道分为若干阶段,借助不变流形,用遗传算法求解最优控制问题的轨道优化设计方法对于此类小推力变轨问题是切实可行的。     

飞向Halo轨道的太阳帆航天器轨迹优化设计

研究太阳帆航天器从地球同步轨道飞向日-地第2Lagrange(L2)点Halo轨道时其转移并入轨的轨迹优化设计问题。提出了分3阶段优化设计的方法:首先调整航天器逃离地球的飞行轨迹,使其比较接近目标Halo轨道的不变流形;再借助不变流形,用遗传算法求解相应的最优控制,使其转移到目标Halo轨道的不变流形上;最后航天器将沿流形飞行完成入轨。数值仿真结果表明,提出的方法可以得到相当好的转移轨道。由此显示,将转移轨道分为若干阶段,借助不变流形,用遗传算法求解最优控制问题的轨道优化设计方法对于此类小推力变轨问题是切实可行的。     

一种改进的不变流形算法

不变流形在动力学研究的许多方面都有重要意义,由于不变流形很难通过解析表达式求解,对其做近似计算就成为重要的手段。介绍了一种改进的流形计算算法,该算法由两步构成：首先利用PDE算法在不变流形上求出一些均匀的点;再借助三角形剖分方法利用PDE算法算出的点画出直观流形图。该算法避免了频繁求解微分方程问题,没有求解多余的轨道,且求解的精度也容易控制,得到的流形图直观。     

关于不变流形指数稳定性定理的另一证明

介绍了不变流形的指数吸引性，对描述不变流形指数稳定性的定理给出了另一证明．