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基于辛runge-kutta方法的太阳帆塔动力学特性研究

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中国科学：技术科学 2016年第12期46卷 1242-1253页

作者：邓子辰曹珊珊李庆军蒋宪宏西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 西北工业大学理学院西安710072

空间太阳能发电作为获取清洁、可再生的能源的重要途径,受到了社会的广泛关注.本文基于Hamilton体系研究了太阳帆塔式空间太阳能电站在轨运行的动力学与系统的稳定问题.通过建立太阳帆塔简化结构模型和引入广义坐标以及广义动量,根据变... 详细信息

空间太阳能发电作为获取清洁、可再生的能源的重要途径,受到了社会的广泛关注.本文基于Hamilton体系研究了太阳帆塔式空间太阳能电站在轨运行的动力学与系统的稳定问题.通过建立太阳帆塔简化结构模型和引入广义坐标以及广义动量,根据变分原理,得到Hamilton体系下太阳帆塔系统在轨运行的动力学控制方程;采用辛runge-kutta方法进行求解分析,并与传统的四阶runge-kutta方法对比,数值结果表明了辛runge-kutta方法能够保持系统的能量和系绳弹性振动的特性;最后,根据力学平衡原理得到了系统的平衡点,并通过数值算例研究了系统在平衡点附近的稳定性.

关键词：空间太阳能电站 Hamilton系统辛runge-kutta方法太阳帆塔

基于辛runge-kutta方法的绳系卫星动力学特性应用研究

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基于辛Runge-Kutta方法的绳系卫星动力学特性应用研究

太阳帆骨架简化模型自旋展开过程中保结构特性研究

中国计算力学大会2014暨第三届钱令希计算力学奖颁奖大...

作者：魏乙邓子辰王艳王博西北工业大学工程力学系

针对绳系卫星系统的复杂动力学问题,首先,本文引入对偶变量,将面内绳系卫星的动力学方程从Lagrange系统导入Hamilton系统下;然后,分别利用求解李群或齐次空间上的非线性微分方程和Hamilton系统的微分方程的辛runge-kutta方法和经典的四... 详细信息

针对绳系卫星系统的复杂动力学问题,首先,本文引入对偶变量,将面内绳系卫星的动力学方程从Lagrange系统导入Hamilton系统下;然后,分别利用求解李群或齐次空间上的非线性微分方程和Hamilton系统的微分方程的辛runge-kutta方法和经典的四阶runge-kutta方法求解了Hamilton体系下的动力学控制方程;最后,通过数值实验发现:与传统的runge-kutta方法相比,无论是在Lagrange系统下还是在Hamilton系统下,辛runge-kutta方法都能更好的保持绳系卫星系统的能量。

关键词：绳系卫星 Hamilton系统动力学方程辛runge-kutta方法保能量

来源： cnki会议评论

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西北工业大学学报 2018年第2期36卷 302-307页

作者：尹婷婷邓子辰胡伟鹏王新栋西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710072

针对相控阵空间太阳能电站系统(solar power satellite via arbitrarily large phased array,简称SPS-ALPHA)中太阳帆骨架自旋展开过程中的简化动力学模型,采用辛算法研究了太阳帆骨架的动力响应,并模拟分析了结构振动特性、约束违约及... 详细信息

针对相控阵空间太阳能电站系统(solar power satellite via arbitrarily large phased array,简称SPS-ALPHA)中太阳帆骨架自旋展开过程中的简化动力学模型,采用辛算法研究了太阳帆骨架的动力响应,并模拟分析了结构振动特性、约束违约及能量保持的情况。首先,建立太阳帆骨架展开过程中的简化模型,基于变分原理将描述简化模型的拉格朗日(Lagrange)方程导入哈密尔顿体系,进而建立模型的正则控制方程;随后,分别采用辛runge-kutta方法和经典runge-kutta方法模拟骨架结构自旋展开过程,并对比分析了展开过程中的位移约束及能量误差问题。数值模拟结果显示:与经典rungekutta方法相比,辛runge-kutta方法能更好地处理骨架结构自旋展开过程中的约束违约问题及保持系统的总能量不变,并且具有良好的数值稳定性。

关键词：空间太阳能电站哈密尔顿系统辛runge-kutta方法保结构太阳帆骨架结构

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温度场下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学分析

固体力学学报 2021年第5期42卷 543-551页

作者：吴文斌王博王振洋周煜棠邓子辰西北工业大学工程力学系西安710072 西北工业大学复杂系统动力学与控制工信部重点实验室西安710072

基于岛-桥结构的柔性电子器件已被用于健康监测和皮肤电子等领域.但是柔性电子器件在工作中极易受工作温度变化等激励产生振动,进而影响器件的灵敏度与可靠性.因此论文研究在温度场作用下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学问题.首先,基于Euler-... 详细信息

基于岛-桥结构的柔性电子器件已被用于健康监测和皮肤电子等领域.但是柔性电子器件在工作中极易受工作温度变化等激励产生振动,进而影响器件的灵敏度与可靠性.因此论文研究在温度场作用下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学问题.首先,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立温度场作用下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学控制方程.其次,通过引入新变量,将原动力学方程引入Hamilton体系中,得到相应的Hamilton正则方程.随后,采用辛runge-kutta方法求解该Hamilton正则方程,并与经典runge-kutta方法对比,数值结果显示了辛算法在求解非线性动力学方程时高精度、高数值稳定性的优势,进一步讨论了温度变化量、预应变、阻尼系数等对屈曲薄膜动力学响应的影响.论文研究为柔性电子器件动力学设计提供了理论参考.

关键词：柔性电子薄膜温度影响辛runge-kutta方法动态屈曲

J_2摄动和太阳光压对绳系卫星系统的影响分析

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机械科学与技术 2018年第1期37卷 132-137页

作者：徐方暖王博魏乙李庆军邓子辰西北工业大学工程力学系西安710072 钱学森空间技术实验室北京100094 西北工业大学应用数学系西安710072

通过引入广义坐标与广义动量,在Hamilton体系下建立了空间绳系卫星系统的动力学方程;在保守体系下,分别采用经典runge-kutta方法和辛runge-kutta方法离散方程,比较了两种方法在能量保持方面的优劣,重点分析了辛算法在长时间数值仿真中... 详细信息

通过引入广义坐标与广义动量,在Hamilton体系下建立了空间绳系卫星系统的动力学方程;在保守体系下,分别采用经典runge-kutta方法和辛runge-kutta方法离散方程,比较了两种方法在能量保持方面的优劣,重点分析了辛算法在长时间数值仿真中的优势;最后,采用辛算法进行数值求解,研究了J2摄动和光压摄动对轨道半径、真近点角、姿态角以及绳弹性变形的影响。结果表明J2摄动和太阳光压对绳系卫星系统的影响明显。

关键词：绳系卫星动力学方程辛runge-kutta方法 J2摄动

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温度场下波纹型柔性电子器件的动力学分析

温度场下波纹型柔性电子器件的动力学分析

第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动...

作者：周煜棠毕皓皓王博邓子辰西北工业大学工程力学系西北工业大学应用数学系西北工业大学复杂系统动力学与控制工信部重点实验室

由于波纹型柔性电子器件可承受复杂变形,满足曲面使用要求,已被广泛应用于各种领域。但是,柔性电子器件在工作中会受工作温度的变化发生振动,影响其工作效率甚至导致器件失效。因此,为了满足柔性电子器件的可靠性要求,研究其动态行为对... 详细信息

由于波纹型柔性电子器件可承受复杂变形,满足曲面使用要求,已被广泛应用于各种领域。但是,柔性电子器件在工作中会受工作温度的变化发生振动,影响其工作效率甚至导致器件失效。因此,为了满足柔性电子器件的可靠性要求,研究其动态行为对于设计稳定可控的器件至关重要。基于Von-Karman非线性理论,本文将压电薄膜建模为欧拉梁,应用广义势能的变分原理,推导出压电薄膜-弹性基底结构的力-热-电耦合动力学控制方程。利用辛runge-kutta方法求解该非线性动力学方程,并描绘出分叉图,分析了温度变化量、电压和预应变对结构表面起皱和动力学响应的影响。本文研究对波纹型柔性电子器件的设计以及对其动态行为的预测和被动控制提供了理论参考。

关键词：柔性电子温度变化非线性振动辛runge-kutta方法

来源： cnki会议评论

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柔性功能梯度结构动力学特性研究

柔性功能梯度结构动力学特性研究