Dynamical Systems Approach to Space Environment Turbulence

Space plasmas are dominated by waves, instabilities and turbulence. Dynamical systems approach offers powerful mathematical and computational techniques to probe the origin and nature of space environment turbulence. Using the nonlinear dynamics tools such as the bifurcation diagram and Poincaré maps, we study the transition from order to chaos, from weak to strong chaos, and the destruction of a chaotic attractor. The characterization of the complex system dynamics of the space environment, such as the Alfvén turbulence, can improve the capability of monitoring Sun-Earth connections and prediction of space weather. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

碰摩转子-轴承系统非线性动力学行为研究

为了充分揭示碰摩转子系统复杂的非线性动力学行为,将多初始点分岔分析方法应用于碰摩转子—轴承系统的研究当中。通过对给定参数下转子系统响应的数值模拟,发现了比单初始点算法更加丰富的非线性现象,在一定的参数范围内该碰摩转子系统有多吸引子共存,并对解的演化过程进行了研究,结果很好地解释了碰摩转子系统中一些复杂的非线性现象。      

基于互相关和混沌振子阵列的转子早期碰擦故障检测

为了提高早期故障检测的准确性和有效性,提出了运用互相关去噪和构建混沌振子阵列,通过阵列扫描实现早期微弱故障的多个特征频率信号检测的方法.该方法将经过互相关去噪后的信号送入到混沌振子检测阵列中,让其作为混沌检测系统周期策动力的一部分,通过混沌检测系统相轨迹变化检测出表征同一微弱故障的多个频率信号.飞机转子系统早期碰擦故障检测为例验证了该方法的可行性.      

细长圆锥低超声速绕流尾迹流时空演化特性的研究

本文用数值方法研究了在大的迎角范围内,采用局部抛物化流动模型所得到的有关圆锥有迎角绕流尾迹流中周期解的谐分岔、亚谐分岔以及环上Ｈｏｐｆ分岔这三类不稳定性的时空结构演化与非线性相互作用。分析得到了两种不可通约频率（ｆ１,ｆ２）的强非线性相互作用以及由此而产生的频率拓宽所形成的ｍｆ１±ｎｆ２多级频带结构。研究表明：当第三个不可约频率被激发,不论时间,还是空间方向的发展都会存在混沌。在近尾区,流态随攻角增大的演化历程上,通向混沌的道路和准周期性道路相接近,但包含有带倍周期性的亚谐分岔。在固定迎角的情况下,由近尾到远尾区,通向混沌的道路也接近于准周期道路,但带有阵发性。     

Micro-macro Unified Analysis of Flow Behavior of Particle-reinforced Metal Matrix Composites

This article presents a micro-macro unified model for predicting the deformation of metal matrix composites (MMCs). A macro-scale model is developed to obtain the proper boundary conditions for the micro-scale model, which is used to assess the microstructural deformation of materials. The usage of the submodel technique in the analysis makes it possible to shed light on the stress and strain field at the microlevel. This is helpful to investigate the linkage between the microscopic and the macroscopic flow behavior of the composites. An iterative procedure is also proposed to find out the optimum parameters. The results show that the convergence can be attained after three iterations in computation. In order to demonstrate the reliability of micro-macro unified model, results based on the continuum composite model are also investigated using the stress-strain relation of composite obtained from the iterations. By comparing the proposed unified model to the continuum composite model, it is clear that the former exhibits large plastic deformation in the case of little macroscopic deformation, and the stresses and strains obtained from the submodel are higher than those from the macroscopic deformation.     

基于使用问题分析的航空保障设备发展研究

基于试验鉴定过程中保障设备问题分布,构建了保障设备10种常见问题分类,利用多型机使用鉴定数据,对我国航空保障设备存在的使用问题进行统计分析,对"三化"、功能/性能、转场运输等高发问题的主要表现进行梳理,对使用问题的深层次原因进行了剖析,并从顶层规划、标准规范、"三化"统型、保障模式和试验鉴定等层面提出了改进意见和建议。     

时间序列关联维数在非线性系统运动性态识别中的应用

 在非线性动力系统维数较高、数学模型难以建立时, 利用时间序列分维数对系统的动力学性质进行了研究。通过对一经典非线性方程的分析, 得出利用随参数变化的时间序列分维数图, 可以很好地识别非线性系统从确定性状态到分叉或浑沌状态的临界参数点或区域。最后将此方法应用于一单盘Jeffcott 转子模型的分叉参数点识别及一转子运动状态识别, 得到了比较满意的结果。     

基于混沌特性的网络流量预测

高速网络中存在着以自相似为特征的多种业务流量,这种自相似特征和混沌现象的吸引子有着紧密的联系。本文基于混沌时间序列重构相空间理论,根据最大Lyapunov指数,分别采用W o lf原始算法和改进算法,对高速网络中自相似信源的速率进行了预测,并给出了最大可预报时间。仿真结果表明,W o lf改进算法预测精度及可靠性更高。     

基于Logistic映射混沌加密算法的研究

分析Logistic混沌映射的加密算法原理,提出基于该算法的加密方法,并从算法的安全性、效率等方面进行性能分析。最后采用Matlab开发工具完成该混沌加密算法的设计,用该算法对实例进行加密仿真。     

子波变换平滑的混沌信号检测

将近几年兴起的子波变换、分形理论应用于带观测噪声混沌信号的检测。基于快速子波变换导出了平滑算子，将其对时序信号进行处理，并根据它在一定的尺度范围内具有标度不变的性质，利用改进的Ｇ－Ｐ算法计算其分数维数，对带有观测噪声的Ｌｏｒｅｎｚ吸引子波的混沌运动进行了检测。实验结果表明，该方法具有较好检测混沌现象的能力。