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Large-scale two-dimensional nonlinear FE analysis on PGA amplification effect with depth and focusing effect of Fuzhou Basin 被引量:2
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作者 金丹丹 陈国兴 董菲蕃 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第7期2894-2903,共10页
Based on the explicit finite element(FE) method and platform of ABAQUS,considering both the inhomogeneity of soils and concave-convex fluctuation of topography,a large-scale refined two-dimensional(2D) FE nonlinear an... Based on the explicit finite element(FE) method and platform of ABAQUS,considering both the inhomogeneity of soils and concave-convex fluctuation of topography,a large-scale refined two-dimensional(2D) FE nonlinear analytical model for Fuzhou Basin was established.The peak ground motion acceleration(PGA) and focusing effect with depth were analyzed.Meanwhile,the results by wave propagation of one-dimensional(1D) layered medium equivalent linearization method were added for contrast.The results show that:1) PGA at different depths are obviously amplified compared to the input ground motion,amplification effect of both funnel-shaped depression and upheaval areas(based on the shape of bedrock surface) present especially remarkable.The 2D results indicate that the PGA displays a non-monotonic decreasing with depth and a greater focusing effect of some particular layers,while the 1D results turn out that the PGA decreases with depth,except that PGA at few particular depth increases abruptly; 2) To the funnel-shaped depression areas,PGA amplification effect above 8 m depth shows relatively larger,to the upheaval areas,PGA amplification effect from 15 m to 25 m depth seems more significant.However,the regularities of the PGA amplification effect could hardly be found in the rest areas; 3) It appears a higher regression rate of PGA amplification coefficient with depth when under a smaller input motion; 4) The frequency spectral characteristic of input motion has noticeable effects on PGA amplification tendency. 展开更多
关键词 seismic effect of basin LARGE-SCALE fluctuation of topography inhomogeneity site focusing effect two-dimensional refined finite element model nonlinear analysis
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A review on spatial self-phase modulation of two-dimensional materials 被引量:2
2
作者 ZHANG Xue-jun YUAN Zhen-hua +4 位作者 YANG Rui-xin HE Yi-lin QIN Ying-lin XIAO Si HE Jun 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第9期2295-2306,共12页
Self-diffraction appears when the strong laser goes through two-dimensional material suspension,and this spatial self-phase modulation(SPPM)phenomenon can be used to measure nonlinear optical parameters and achieve op... Self-diffraction appears when the strong laser goes through two-dimensional material suspension,and this spatial self-phase modulation(SPPM)phenomenon can be used to measure nonlinear optical parameters and achieve optical switch.At present,the mechanism of SPPM is still ambiguous.The debate mainly focuses on whether the phenomenon is caused by the nonlinear refractive index of the two-dimensional material or the thermal effect of the laser.The lack of theory limits the dimension of the phase modulation to the radius of the diffraction ring and the vertical imbalance.Therefore,it is urgent to establish a unified and universal SSPM theoretical system of two-dimensional material. 展开更多
关键词 nonlinear optics spatial self-phase modulation two-dimensional materials
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柔性连杆与液体晃动耦合交互动力学与控制
3
作者 丁敏灵 黄杰 +2 位作者 吴富珍 潘元岳 陈浩然 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期300-307,共8页
建立了轻量化柔性连杆机械臂运载贮液容器时梁液发生耦合交互的动力学模型和振动控制方法。采用新的解析动力学建模方法估计耦合交互系统的频率。对连杆振动和液体晃动耦合振荡抑制采用了一种振荡控制方法。搭建柔性梁运载贮液容器实验... 建立了轻量化柔性连杆机械臂运载贮液容器时梁液发生耦合交互的动力学模型和振动控制方法。采用新的解析动力学建模方法估计耦合交互系统的频率。对连杆振动和液体晃动耦合振荡抑制采用了一种振荡控制方法。搭建柔性梁运载贮液容器实验台,验证了所得到的动力学模型和频率估计方法仿真结果,所提出的控制方法能有效抑制梁液耦合系统的振动。 展开更多
关键词 柔液耦合交互 动力学建模 动力学分析 振动控制 实验
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渡槽中流体非线性晃动的边界元模拟 被引量:38
4
作者 李遇春 楼梦麟 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2000年第2期51-56,共6页
应用边界元法分析了流体非线性晃动及其对渡槽的作用效应,将所得结果与线性解析结果作了比较.数值计算表明:流体以较大幅度晃动时,线性模型结果与非线性边界元结果有较大偏差,计算有限幅流体晃动反应宜采用非线性模型.
关键词 渡槽 流体 非线性晃动 边界元模拟 抗震
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运动容器内液体大幅非线性晃动实验研究 被引量:8
5
作者 张海涛 孙蓓蓓 +1 位作者 陈建栋 薛飞 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期33-37,共5页
为分析液体大幅晃动的非线性效应,对矩形容器内液体晃动的拍振和共振现象进行了相关实验研究.通过振动台对充液容器施加横向简谐激励,观察自由液面的运动形式,并采用压力传感器测量容器侧壁某点处的液体压力时间历程.实验结果表明,对于... 为分析液体大幅晃动的非线性效应,对矩形容器内液体晃动的拍振和共振现象进行了相关实验研究.通过振动台对充液容器施加横向简谐激励,观察自由液面的运动形式,并采用压力传感器测量容器侧壁某点处的液体压力时间历程.实验结果表明,对于拍振晃动的情况,能够观察到明显的晃动非线性特征;对于共振晃动的情况,自由液面将很快表现为三维剧烈运动的形式,通用的非线性晃动理论模型已经失效.通过对实验结果与理论模型的数值结果进行比较,讨论了理论模型与真实晃动之间的共性与差异. 展开更多
关键词 液体晃动 非线性 实验研究 拍振 共振
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俯仰运动圆柱贮箱中液体的非线性晃动 被引量:16
6
作者 尹立中 邹经湘 王本利 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期280-290,共11页
 首次对俯仰运动圆柱贮箱中液体的有限幅值晃动问题进行解析研究.首先建立了描述俯仰和/或偏航运动贮箱中液体晃动的非线性偏微分方程组,而后提出了相应的变分原理,建立了压力体积分形式的 Langanse函数,通过变分方程,...  首次对俯仰运动圆柱贮箱中液体的有限幅值晃动问题进行解析研究.首先建立了描述俯仰和/或偏航运动贮箱中液体晃动的非线性偏微分方程组,而后提出了相应的变分原理,建立了压力体积分形式的 Langanse函数,通过变分方程,最终得到描述俯仰和/或偏航运动圆柱贮箱中液体晃动的非线性动力学微分方程组,该动力学方程组自然满足液体自由表面的运动学和动力学边界条件,而后运用多尺度法求解了所得的动力学方程组,对非线性液体晃动的动力学特性进行了详细的理论分析. 展开更多
关键词 非线性晃动 俯仰 偏航 变分原理 圆柱贮箱
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矩形贮箱内液体非线性晃动动力学建模与分析 被引量:18
7
作者 陈科 李俊峰 王天舒 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期339-345,共7页
基于理想流体的假设,根据H-O原理建立了充液贮箱刚体平动与液体非线性晃动的耦合动力学方程, 通过引入改进的势函数描述刚体和液体之间的动边界.利用伽辽金方法对动力学方程进行了离散.针对液体非线性晃动情况,与ALE有限元方法、边界元... 基于理想流体的假设,根据H-O原理建立了充液贮箱刚体平动与液体非线性晃动的耦合动力学方程, 通过引入改进的势函数描述刚体和液体之间的动边界.利用伽辽金方法对动力学方程进行了离散.针对液体非线性晃动情况,与ALE有限元方法、边界元方法的结果进行了比较,验证了方法的可行性.对刚体平动和液体非线性晃动耦合的情况,数值模拟了多种外力激励下系统的响应.利用等效力学模型解释了耦合系统固有频率升高的现象. 展开更多
关键词 非线性晃动 动力学建模 液体 矩形贮箱 动力学方程 伽辽金方法 有限元方法 边界元方法 理想流体 充液贮箱 固有频率 耦合系统 数值模拟 刚体 动边界 势函数 ALE 模型解 平动 外力
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基于自由液面预测的非线性液体晃动问题的数值模拟 被引量:11
8
作者 张海涛 孙蓓蓓 陈建栋 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期277-282,共6页
针对一类矩形贮液箱的非线性晃动问题,提出一种基于有限差分算法的数值模拟方法.该方法首先采用σ变换将流体区域转化为矩形域;然后在时间迭代的过程中,运用自由液面运动学条件的显格式预测出下一时层的自由液面形状,并对边界条件中的... 针对一类矩形贮液箱的非线性晃动问题,提出一种基于有限差分算法的数值模拟方法.该方法首先采用σ变换将流体区域转化为矩形域;然后在时间迭代的过程中,运用自由液面运动学条件的显格式预测出下一时层的自由液面形状,并对边界条件中的非线性项作近似处理,由此得到描述下一时层各状态量的离散线性方程;最后根据数值解来对下一时层的自由液面进行校正.使用该方法计算了自由晃动、受迫晃动和行波3种情况,数值计算结果表明该方法具有良好的收敛性和准确性,能够有效地实现非线性晃动过程.此外,这种预测校正格式能够在保证算法稳定性的前提下,灵活地处理包含运动边界的数学问题. 展开更多
关键词 液体晃动 有限差分 非线性动力学 数值模拟 自由液面预测
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矩形贮箱类液固耦合系统转动特性分析 被引量:6
9
作者 高索文 尹立中 +1 位作者 王本利 邹经湘 《振动与冲击》 EI CSCD 2000年第3期17-19,共3页
应用本文提出的综合运用两类不同形式的Lagrange函数建立系统动力学方程组的新方法 ,分析了俯仰激励下矩形贮箱类液固耦合系统动力学特性 ,观察到了幅频响应曲线中的“跳跃”和“滞后”等非线性系统所具有的动力学现象。
关键词 液固耦合系统 非线性晃动 矩形贮箱 耦合振动
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圆柱贮箱内液体非线性稳态晃动实验及动力学特性分析 被引量:9
10
作者 吴文军 高超南 +1 位作者 岳宝增 邓明乐 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1078-1089,共12页
针对圆柱贮箱内液体非线性稳态晃动力和力矩动态信号的采集与分析问题,设计了一种能同时实现充液贮箱整体固定安装和液体动态晃动力、力矩精确测量的实验装置,给出了相应的实验数据采集、分析和处理方法。通过开展大量实验,将实验数据与... 针对圆柱贮箱内液体非线性稳态晃动力和力矩动态信号的采集与分析问题,设计了一种能同时实现充液贮箱整体固定安装和液体动态晃动力、力矩精确测量的实验装置,给出了相应的实验数据采集、分析和处理方法。通过开展大量实验,将实验数据与CFD仿真结果进行细致对比后发现:在旋转晃动状态下,CFD仿真结果存在明显的计算偏差,不便被独立的用于完整揭示贮箱内液体晃动的真实特性。最后,归纳了贮箱内液体的非线性稳态晃动行为随横向外激励频率的变化规律,并对比分析了驻波晃动、拍振晃动、多类复杂的旋转晃动等多种不同形式的非线性稳态晃动行为对运载工具控制系统的任务执行效率和稳定性的影响。 展开更多
关键词 圆柱贮箱 非线性稳态晃动 动力学特性 实验装置 旋转晃动
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圆柱贮箱类液固耦合系统转动响应分析 被引量:8
11
作者 尹立中 马兴瑞 +1 位作者 王本利 邹经湘 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期68-71,共4页
以一种新方法建立了俯仰激励下圆柱贮箱类液固耦合系统的动力学方程。对液体子系统和结构子系统分别得到压力体积分形式的 L agrange函数和标准形式 L agrange函数 (动能减去势能 ) ,由变分方程和 L agrange方程可以建立系统的动力学方... 以一种新方法建立了俯仰激励下圆柱贮箱类液固耦合系统的动力学方程。对液体子系统和结构子系统分别得到压力体积分形式的 L agrange函数和标准形式 L agrange函数 (动能减去势能 ) ,由变分方程和 L agrange方程可以建立系统的动力学方程。通过数值仿真发现 ,在一定的激励幅值和频率下 ,该耦合系统会出现零点漂移。 展开更多
关键词 动力学方程 非线性晃动 液固耦合系统 分叉 零点漂移 圆柱贮箱 转动响应
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U形渡槽水体大幅晃动的ALE有限元模拟 被引量:10
12
作者 吴轶 莫海鸿 杨春 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期90-93,共4页
应用任意拉格朗日—欧拉有限元方法分析大型U形渡槽结构中流体的大幅晃动问题 ;针对不同的水位 ,研究渡槽结构在谐波激励和地震作用下的振动反应 .数值分析表明 ,渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征 ,且随着水位的增高 ,水体晃... 应用任意拉格朗日—欧拉有限元方法分析大型U形渡槽结构中流体的大幅晃动问题 ;针对不同的水位 ,研究渡槽结构在谐波激励和地震作用下的振动反应 .数值分析表明 ,渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征 ,且随着水位的增高 ,水体晃动的非线性增强 ;同时存在某一水位使得水体的晃动幅度产生突变增大 . 展开更多
关键词 U形渡槽 任意拉格朗日-欧拉法 流固耦合 非线性晃动 水体晃动
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储液容器内液体晃荡的非线性动力学分析 被引量:6
13
作者 李文盛 赵友清 +2 位作者 贾善坡 王凯 谭继可 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期87-92,共6页
基于非线性波动理论模型,求解储液容器内液体晃动的固有频率、模态及动力学响应问题。流体使用us-up状态方程,利用ABAQUS软件的自适应网格技术,建立储液容器液体晃动数学模型,通过施加水平简谐激励得到液体晃动的固有频率和模态,并与解... 基于非线性波动理论模型,求解储液容器内液体晃动的固有频率、模态及动力学响应问题。流体使用us-up状态方程,利用ABAQUS软件的自适应网格技术,建立储液容器液体晃动数学模型,通过施加水平简谐激励得到液体晃动的固有频率和模态,并与解析解对比,验证了该方法的准确性与可行性。然后,分析了矩形储液容器在多种激励作用下液体非线性晃动响应特性。 展开更多
关键词 流体力学 模态 非线性动力学 液体晃动 充液容器 地震响应
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耦合船体横摇的减摇水舱流体运动和减摇效果预测 被引量:3
14
作者 张松涛 梁利华 +1 位作者 孙明晓 赵朋 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期252-256,262,共6页
减摇水舱用于减小船体的横摇运动。由于水舱内部结构复杂,导致流体晃荡呈非线性。为了降低预测水舱特性和减摇效果的难度,采用计算流体力学VOF模型来分析水舱中流体的晃荡,在时域内,运用数值方法完成船体非线性横摇运动的实时仿真,其中... 减摇水舱用于减小船体的横摇运动。由于水舱内部结构复杂,导致流体晃荡呈非线性。为了降低预测水舱特性和减摇效果的难度,采用计算流体力学VOF模型来分析水舱中流体的晃荡,在时域内,运用数值方法完成船体非线性横摇运动的实时仿真,其中耦合了水舱中流体和船体的运动。船体随机横摇时,进行水舱流体流量和力矩的功率谱分析,得到减摇频率范围及减摇前后的效果。结果表明,在其减摇频率范围内,减摇水舱具有良好的减摇能力,验证了此方法的可行性。 展开更多
关键词 减摇水舱 流体晃荡 船舶横摇 功率谱 非线性
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低重环境下俯仰运动圆柱贮箱中液体非线性晃动 被引量:4
15
作者 贺元军 王萍萍 +1 位作者 马兴瑞 王本利 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期291-296,共6页
在低重力环境下,用变分原理建立了液体晃动的压力体积分形式的Lagrange函数,并将速度势函数在自由液面处作波高函数的级数展开,从而导出自由液面运动学和动力学边界条件非线性方程组;最后用四阶Runge-Kutta法求解非线性方程组。计算结... 在低重力环境下,用变分原理建立了液体晃动的压力体积分形式的Lagrange函数,并将速度势函数在自由液面处作波高函数的级数展开,从而导出自由液面运动学和动力学边界条件非线性方程组;最后用四阶Runge-Kutta法求解非线性方程组。计算结果表明,随俯仰激励频率的逐渐变化,由于面外主模态和次生模态同时失稳,致使整个系统各阶模态和波高函数由稳态运动过渡为不稳定运动。 展开更多
关键词 圆柱形贮箱 非线性晃动 低重力 LAGRANGE函数
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纵摇容器中液体晃荡的非线性数值模拟 被引量:5
16
作者 宁德志 宋伟华 滕斌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期15-22,共8页
在海洋工程领域,液体晃荡是一种普遍存在的物理现象。对于船舶而言,转动比平动有着更重要的影响。该文针对纵摇容器中的液体晃荡问题,采用高阶边界元方法建立自由水面满足完全非线性边界条件的时域数学模型。通过大地坐标系和随体坐标... 在海洋工程领域,液体晃荡是一种普遍存在的物理现象。对于船舶而言,转动比平动有着更重要的影响。该文针对纵摇容器中的液体晃荡问题,采用高阶边界元方法建立自由水面满足完全非线性边界条件的时域数学模型。通过大地坐标系和随体坐标系之间的坐标变换,使得计算域仅控制在随体坐标系内。求解中采用半混合欧拉—拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势。通过与已发表试验和数值结果的对比,验证了建立模型的准确性。进而开展大量数值试验研究容器纵摇运动频率、纵摇转动中心和容器中布置一竖直隔板对晃动波面与荷载的影响。 展开更多
关键词 液体晃荡 纵摇 完全非线性 高阶边界元 隔板
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基于全时域势流理论的船舶与液舱晃荡耦合运动的数值计算 被引量:4
17
作者 李裕龙 朱仁传 +1 位作者 缪国平 范菊 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期1369-1380,共12页
基于三维线性有航速时域势流理论计算船体时域运动外域波浪力,同时采用三维全非线性时域势流理论来计算舱内液体的非线性晃荡所诱导力与力矩,进而建立了波浪中载液船舶耦合运动方程。该方法能够完整地考虑波浪、船体和液舱晃荡之间的实... 基于三维线性有航速时域势流理论计算船体时域运动外域波浪力,同时采用三维全非线性时域势流理论来计算舱内液体的非线性晃荡所诱导力与力矩,进而建立了波浪中载液船舶耦合运动方程。该方法能够完整地考虑波浪、船体和液舱晃荡之间的实时耦合作用。研究结果表明:通过模型实验和数值模拟计算的对比,数值模拟计算能够清晰显现出液舱晃荡对船体全局运动影响,无航速船体运动RAO与模型实验结果吻合良好,有航速运动计算合乎预期。 展开更多
关键词 液舱晃荡 耦合运动 非线性时域 有航速理论
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用多维模态理论分析航天器贮箱液体有限幅晃动力 被引量:7
18
作者 余延生 马兴瑞 王本利 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期981-985,共5页
首次将多维模态理论应用到求解航天工程中常见的圆柱贮箱液体非线性晃动问题中。针对贮箱作水平横向运动,根据Narimanov-Moiseev的三阶渐近假设关系,通过选取主导模态以及确定它们的阶次关系,将一般形式的无穷维模态系统降为5维渐近模... 首次将多维模态理论应用到求解航天工程中常见的圆柱贮箱液体非线性晃动问题中。针对贮箱作水平横向运动,根据Narimanov-Moiseev的三阶渐近假设关系,通过选取主导模态以及确定它们的阶次关系,将一般形式的无穷维模态系统降为5维渐近模态系统。在模态系统基础之上,推导出了液体作用于贮箱壁的力的简洁表达式。数值仿真结果表明,相对于线性晃动理论结果,有限幅晃动液体将对贮箱壁产生更大的横向作用力,同时对贮箱底部还作用有明显的纵向力。可将此公式应用于工程实际问题中部分充液贮箱液体有限幅晃动力的估算。 展开更多
关键词 航天器贮箱 液体非线性晃动 有限幅晃动力 多维模态理论 模态系统
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矩形贮箱类液固耦合系统的平动响应研究 被引量:8
19
作者 尹立中 刘敏 +1 位作者 王本利 邹经湘 《振动工程学报》 EI CSCD 2000年第3期433-437,共5页
采用与以往不同的方式 ,综合运用两种不同形式的 L agrange函数 ,以简洁的方式建立了常重力下受到水平激励的矩形贮箱类液固耦合系统的耦合动力学方程。该方法大大减少了公式推导 ,且所得的动力学方程是降阶的。通过数值仿真发现 ,在一... 采用与以往不同的方式 ,综合运用两种不同形式的 L agrange函数 ,以简洁的方式建立了常重力下受到水平激励的矩形贮箱类液固耦合系统的耦合动力学方程。该方法大大减少了公式推导 ,且所得的动力学方程是降阶的。通过数值仿真发现 ,在一定的激励幅值和频率下 ,该耦合系统会出现零点漂移等非线性动力学现象。 展开更多
关键词 液固耦合系统 非线性晃动 矩形贮箱 零点漂移
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利用多维模态理论分析圆柱贮箱液体非线性晃动 被引量:15
20
作者 余延生 马兴瑞 王本利 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期261-266,共6页
将多维模态理论应用到求解作横向运动圆柱贮箱中液体的非线性晃动问题.首先通过压力积分变分原理推导出描述液体作非线性晃动的一般形式无穷维模态系统,然后根据Narimanov-Moiseev三阶渐近假设关系,通过选取二阶主模态和三阶次模态,将... 将多维模态理论应用到求解作横向运动圆柱贮箱中液体的非线性晃动问题.首先通过压力积分变分原理推导出描述液体作非线性晃动的一般形式无穷维模态系统,然后根据Narimanov-Moiseev三阶渐近假设关系,通过选取二阶主模态和三阶次模态,将无穷维模态系统降为五维渐近模态系统.通过对这个模态系统的数值积分可以看出一些典型的非线性特征(如波峰大于波谷、节径移动等). 展开更多
关键词 液体非线性晃动 圆柱贮箱 多维模态理论 模态系统 “拍”现象
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