一种研究双稳态压电集能器高能解的新方法

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rights_2005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
压电集能器是一种结构简单、易于微型化因而备受青睐的绿色能源收集设备。在国家自然科学基金(编号:11372282)资助下,本文研究了含机电耦合项的双稳态压电集能器的高能解。  首先,研究其未扰系统的动力学,由此可估计原系统的动力学。本文把集能系统看成一个整体,与其他相关工作不同,把机电耦合系数看成一般参数。由于把机电耦合项看成未扰项,因此如何将三维的双稳态集能系统降维为能方便使用Melnikov方法的二维系统成为本文的一个难题。对模型进行降维处理时,结合系统自身特点及研究目标,提出了基于其未扰系统的不变平面族对整个相空间进行分解研究的新方法——空间分解法。利用这个方法可得到未扰系统在不变平面族上的限制系统,并分类研究了这些二维限制系统。分类研究中,先利用卡当判别法判断了不同情形下限制系统的平衡点个数,再利用中心与焦点的判定定理、平面哈密顿系统的性质及Perron第一定理判断了平衡点的类型及同宿轨的存在性。结果表明,当机电耦合系数θ在(0,1)范围内,其未扰系统在这些不变平面υ+θx=d(-√4(1-θ2)3/27θ2<d<√4(1-θ2)3/27θ2)上的限制系统具备双稳态Duffing系统未扰系统的特征,具有跨双势阱的同宿轨及周期解。对于这些平面上的限制系统我们就可利用Melnikov方法进行下一步的研究了,这大大拓宽了Stanton等利用Melnikov方法研究该系统时机电耦合系数的范围。  然后,利用Melnikov方法研究了系统在特殊平面υ+θx=0(θ∈(0,1))上的限制系统,得到发生混沌的必要条件。接着又进一步分析了这个必要条件,并得到系统在什么条件下更易出现高能解。结果表明机电耦合系数θ对系统是否出现跨双势阱高能解及何时更易出现起着至关重要的作用。研究还表明θ在较大范围内可使双稳态压电集能系统产生跨势阱高能解,从而可极大地提高集能器的发电功率。  最后,利用WinPP动力学软件进行数值模拟,该结果与理论分析基本一致,从而验证了本文理论分析的正确性。
其他文献
信息消费已成为国内经济增长重要引擎,其效益决定了信息消费的发展,因此有必要研究信息消费效益。论文应用数学方法构建了信息消费产生的内、外部效益模型,在此基础上构建了
设D表示复平面C上的一子域,F=u+iv是定义在D上的四次连续可微复值函数,其中u和v均为D上的实值函数.若Δ(Δu)=Δ(Δv)=0,则称F是D上的复值双调和函数,简称双调和映射,其中Δ表示La
本文主要研究广义的超cKdV方程族的超Bi-Hamilton结构及其无穷守恒律.文章分为四个部分:第一部分,通过一个3×3的谱问题推导出与该谱问题相联系的广义的超cKdV方程族;第二部分
学位
本文主要研究的内容是具有多重非零临界点的平面多项式系统极限环的数目.这些临界点和原点不在同一条直线上.平面多项式系统极限环的个数及其分布的研究已有百年之久,但是一些
本文主要讨论了几个六阶微分方程周期解的存在性、多重性和同宿解的存在性,所用的方法是经典的变分技巧和临界点理论.  第一章我们简述了临界点理论、预备知识、历史背景和
本文研究了具有平行cubic形式的非退化仿射超曲面.主要内容包括下列三个方面:  (1)给出了具有平行cubic形式proper仿射球的Calabi复合的特征,这推广了胡泽军,李策策,李海中和L
学位