碰撞振动系统胞映射算法的快速实现

来源 :第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:blueseller
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  胞映射方法作为一种研究非线性系统全局动力学的有效数值方法,已经广泛地运用到振动系统全局动力学的分析中。随着全局动力学理论的发展,胞映射方法得到了不断的改进,主要包括:简单胞映射、插值胞映射、广义胞映射、胞参照点映射、基于集合的胞映射、图胞映射等。胞映射方法的生成最常用的方法是采样点方法,该方法的优点是数值轨道都是根据原系统来生成的。但缺点是需要解决大量的常微分方程初值问题的模拟,导致计算效率较低,胞映射算法的计算瓶颈集中在数值积分的计算。鉴于此,本文基于摄动理论的思想,提出一种扰动轨道的方法。将每个小胞中的采用点看作是该胞中心点的初始扰动,将扰动轨道在标准轨道小领域内进行线性展开近似,大大提高多初始点常微分方程的快速求解问题的计算速度,实现了光滑振动系统胞映射方法的快速生成。同时,将扰动轨道法推广到碰撞振动系统中,采用光滑扰动近似和直接数值积分相结合,给出了碰撞振动系统胞映射算法的快速实现。以典型的非线性碰撞振动系统为计算实例,数值仿真验证了算法的有效性,同时表明了计算速度的提升。
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