PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!
Tytuł artykułu

Irrational elliptic functions and the analytical solutions of SD oscillator

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Niewymierne funkcje eliptyczne i rozwiązania analityczne dla oscylatora typu SD
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The smooth and discontinuous (SD) oscillator is a strongly nonlinear system with an irrational restoring force proposed in P.R.E (2006), which leads to barriers for the conventional methods to investigate the dynamical behaviour directly. In this paper, two kinds of irrational elliptic functions and a kind of hyperbolic functions are defined in the real domain to formulate the analytical solutions of the system. The properties of the functions are obtained including differentiability, periodicity and parity. As the application of the defined irrational functions, the chaotic thresholds of the oscillator are also depicted by using the Melnikov method. Numerical analysis shows the efficiency of the proposed procedure.
PL
Oscylator typu gładkiego i nieciągłego (smooth and discontinuous— SD) jest silnie nieliniowym układem mechanicznym z niewymierną siłą restytucyjną opisaną przez P.R.E. w 2006 r. Jej charakter stanowi barierę dla konwencjonalnych metod badania dynamiki oscylatorów SD w sposób bezpośredni. W pracy zdefiniowano dwa rodzaje niewymiernych funkcji eliptycznych i jeden typ hiperbolicznych w dziedzinie liczb rzeczywistych do wyznaczenia rozwiązań analitycznych rozważanego układu. Właściwości tych funkcji obejmują różniczkowalność, okresowość i parzystość. Tak sformułowanych funkcji, jako przykład ich zastosowania, uzyto do określenia zakresów występowania drgań chaotycznych oscylatora przy wykorzystaniu metody Mielnikowa. Symulacje numeryczne potwierdziły efektywność zaproponowanej metody.
Rocznik
Strony
701--715
Opis fizyczny
Bibliogr. 27 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
autor
autor
  • Centre for Nonlinear Dynamics Research, School of Astronautics, Harbin Institute of Technology, Harbin, China, and Centre for Nonlinear Dynamics Research, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, China, q.j.cao@hit.edu.cn
Bibliografia
  • 1. Belendez A., Hernandez A., Belendez T., Neipp C., 2007, Application of the harmonic balance method to a nonlinear oscillator typified by a mass attached to a stretched wire, Journal of Sound and Vibration, 3, 21018-1029
  • 2. Belendez A., Hernandez A., Belendez T., Neipp C., 2009, Approximate solutions of a nonlinear oscillator typified as a mass attached to a stretched elastic wire by the homotopy perturbation method, Chaos, Solitons and Fractals, 39, 746-764
  • 3. Cao Q.J., Wiercigroch M., Pavlovskala E.E., Grebogi C., Thompson J.M.T., 2006, Archetypal oscillator for smooth and discontinuous dynamics, Physical Review E, 74, 046218
  • 4. Cao Q.J., Wiercigroch M., Pavlovskala E.E., Grebogi C., Thompson J.M.T., 2008a, Piecewise linear approach to an archetypal oscillator for smooth and discontinuous dynamics, Philos. Trans. R. Soc. Lond. Ser. A Math. Phys. Eng. Sci., 366, 635-653
  • 5. Cao Q.J., Wiercigroch M., Pavlovskala E.E., Grebogi C., Thompson J.M.T., 2008b, The limiting case response of the archetypal oscillator for discontinuous dynamics, International Journal of Non-Linear Mechanics, 43, 462-473
  • 6. Cao Q.J., Xiong Y.P., Wiercigroch M., 2011, Resonances behavior of SD oscillator at the discontinuous pPhases, Journal of Applied Analysis and Computation, 1, 183-191
  • 7. Cartwright J.H.E., Piro O., 1992, The dynamics of Runge-Kutta methods, International Journal of Bifurcation and Chaos, 2, 427-449
  • 8. Garcia-Margallo J., Bejarano J.D., 1998, Melnikov’s method for non-linear oscillators with nonlinear excitations, Journal of Sound and Vibration, 212, 2, 311-319
  • 9. Greenhill A.G., 1959, The Applications of Elliptic Functions, New York, Dover
  • 10. Guckenheimer J., Holmes P., Nonlinear Oscillation. Dynamical System and Bifurcation of Vector Fields, Springer-Verlag, New York
  • 11. Hajirasouliha I., Pilakoutas K., Moghaddam H., 2011, Topology optimization for the seismic design of truss-like structure, Computers and Structures, 89, 702-711
  • 12. He J.H., 2006, Some asymptotic methods for strongly nonlinear equations, International Journal of Modern Physics B, 1141-1199
  • 13. Kirsch U., 1989, Optimal topologies for truss structures, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 72, 15-28
  • 14. Lai S.K., Xiang Y., 2010, Application of a generalized Senator-Bapat perturbation technique to nonlinear dynamical systems with an irrational restoring force, Computers and Mathematics with Applications, 60, 7, 2078-2086
  • 15. Liao S., 2004, Beyond Perturbation:Introduction to the Homotopy Analysis Method, Boca Raton, FL: CRC Press
  • 16. Luh G.C., Lin C.Y., 2011, Optimal design of truss-structures using particle swarm optimization, Computers and Structures, 89, 2221-2232
  • 17. Nayfeh A.H., 1981, Introduction to Perturbation Techniques, Wiley, New York
  • 18. Sun W.P., Wu B.S., Lim C.W., 2007, Approximate analytical solutions for oscillation of a mass attached to a stretched elastic wire, Journal of Sound and Vibration, 300, 1042-1047
  • 19. Tian R.L., Cao Q.J., Yang S.P., 2009, The codimension-two bifurcation for the recent proposed SD oscillator, Nonlinear Dynamics, DOI 10. 1007/s, 11071-009-9517-9
  • 20. Tian R.L., Yang X.W., Cao Q.J., 2012, Bifurcations and chaotic threshold for a nonlinear system with an irrational restoring force, Chinese Physics B, 21, 2, 020503
  • 21. Whittaker E.T., 1937, A Treatise on the Analytical Dynamics of Particles and Rigid Bodies, Fourth. edn, Cambridge University Press
  • 22. Whittaker E.T., Watson G.N., 1952, A Course of Modern Analysis, Cambridge University Press
  • 23. Wu B.S., Lim C.W., Ma Y.F., 2003, Analytical approximation to large-amplitude oscillation of a non-linear conservative system, International Journal of Non-Linear Mechanics, 38, 1037-1043
  • 24. Wu B.S., Lim C.W., 2004, Large amplitude non-linear oscillations of a general conservative system, International Journal of Non-Linear Mechanics, 39, 859-870
  • 25. Wu B.S., Sun W.P., Lim C.W., 2006, An analytical approximate technique for a class of strongly non-linear oscillators, International Journal of Non-Linear Mechanics, 41, 766-774
  • 26. Yang B.S., Yang C., 2008, The analysis and simulation of passive vibration isolation system using zero dynamic stiffness, [In:] Modular Machine Tool and Automatic Manufacturing Technique, 2265, 01-0053-04
  • 27. Zhang X.J., Sun B.N., 2005, Aerodynamic stability of cable-stayed-suspension hybrid bridges, Journal of Zhejiang University Science A, 6, 8, 869-874
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BWM6-0029-0021
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.