本書內(nèi)容來自團隊十余年來在諧波平衡類方法理論及其在求解非線性周期解時的應(yīng)用方面的研究成果。全書共7章:第1章對非線性問題周期解的近似解法進行了概述,將諧波平衡方法亟待解決的混淆問題作為全書的引導(dǎo);第2~4章從經(jīng)典Duffing方程入手,基于混淆現(xiàn)象的本質(zhì)機理,發(fā)展了去混淆理論,提出了重構(gòu)諧波平衡法,徹底解決了混淆問題,并在第5章將去混淆理論推廣至多基頻情形;第6、7章討論了重構(gòu)諧波平衡法在數(shù)個復(fù)雜非線性問題(例如圓型限制性三體問題等)中的應(yīng)用實例及具體求解方法。
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非線性動力學(xué)入選軍委科技委“青托”人才工程,2019;獲陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎,2016,第3完成人;獲第23屆ICCES國際會議Outstanding Young Investigator Award,2017;發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇,作為第一/通訊作者發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文30余篇。擔(dān)任國際SCI期刊Computer Modeling in Engineering and Sciences編委、擔(dān)任美國航空航天學(xué)會高級會員
目錄
第1章 緒 論1
1.1 非線性問題及周期解/1
1.2 非線性系統(tǒng)近似解法/7
1.2.1 數(shù)值法/8
1.2.2 攝動法/9
1.2.3 半解析法/9
1.3 本書內(nèi)容安排/14
參考文獻/16
第2章 經(jīng)典方法與混淆問題21
2.1 引言/21
2.2 經(jīng)典諧波平衡法/22
2.3 算例1:衛(wèi)星軌道相對運動方程/28
2.4 算例2:Duffing 方程/29
2.5 高維諧波平衡法/34
2.6 混淆問題/38
2.6.1 非物理解現(xiàn)象及混淆成因/39
2.6.2 數(shù)值濾波去混淆/44
2.7 算例3:二維歐拉方程/46
2.8 本章小結(jié)/49
參考文獻/49
第3章 時域配點法54
3.1 引言/54
3.2 時域配點法/55
3.3 TDC 法與HDHB 法的等價性/58
3.4 拓展時域配點法/61
3.5 算例4:干摩擦阻尼系統(tǒng)/62
3.6 算例5:馬蒂厄方程/66
3.7 本章小結(jié)/69
參考文獻/69
第4章 重構(gòu)諧波平衡法71
4.1 引言/71
4.2 配點重構(gòu)諧波平衡/72
4.2.1 香農(nóng)采樣定理/72
4.2.2 交替頻率/時間諧波平衡法/73
4.2.3 混淆規(guī)則/77
4.2.4 理論去混淆原理/79
4.2.5 重構(gòu)諧波平衡法/80
4.3 RHB 法的數(shù)學(xué)本質(zhì)/83
4.4 算例6:相對論諧振子/94
4.5 算例7:非線性單擺/98
4.6 算例8:單基頻二元機翼氣動彈性問題/103
4.7 配點諧波平衡框架/112
4.8 本章小結(jié)/115
參考文獻/115
第5章 多基頻重構(gòu)諧波平衡法118
5.1 引言/118
5.2 多諧波平衡法與重構(gòu)多諧波平衡法/119
5.3 條件等價定理的推廣/122
5.4 算例9:van der Pol方程擬周期響應(yīng)/131
5.5 算例10:Duffing方程復(fù)雜周期響應(yīng)/136
5.6 算例11:多基頻二元機翼氣動彈性問題/140
5.7 本章小結(jié)/143
參考文獻/144
本章附錄/145
第6章 復(fù)雜非線性問題的諧波平衡技術(shù)148
6.1 引言/148
6.2 多項式重鑄法/148
6.3 空化氣泡模型/150
6.4 圓型限制性三體問題/155
6.4.1 CRTBP 的基本方程/155
6.4.2 微分校正法/163
6.4.3 RHB 法的具體流程與初值選擇/165
6.4.4 周期軌道族/167
6.5 本章小結(jié)/171
參考文獻/173
本章附錄/174
第7章 諧波平衡代數(shù)方程求解方法176
7.1 引言/176
7.2 代數(shù)方程求解法/176
7.2.1 牛頓法/176
7.2.2 同倫法/178
7.2.3 偽時間法/187
7.2.4 最優(yōu)化方法/187
7.2.5 預(yù)處理技術(shù)/188
7.2.6 加速方法/188
7.3 解分支延拓法/189
7.3.1 預(yù)測校正思想/190
7.3.2 參數(shù)化方程選擇/192
7.3.3 延拓變步長/193
7.3.4 漸近數(shù)值法/194
7.4 解性質(zhì)分析/195
7.4.1 收斂性/195
7.4.2 穩(wěn)定性/197
7.5 本章小結(jié)/197
參考文獻/197