An input time delay always exists in practical systems. Analysis of the delay phenomenon in a continuous-time domain is sophisticated. It is appropriate to obtain its corresponding discrete-time model for implementation via digital computers. In this paper a new scheme for the discretization of nonlinear systems using Taylor series expansion and the zero-order hold assumption is proposed. The mathematical structure of the new discretization method is analyzed. On the basis of this structure the sampled-data representation of nonlinear systems with time-delayed multi-input is presented. The delayed multi-input general equation has been derived. In particular, the effect of the time-discretization method on key properties of nonlinear control systems, such as equilibrium properties and asymptotic stability, is examined. Additionally, hybrid discretization schemes that result from a combination of the scaling and squaring technique (SST) with the Taylor series expansion are also proposed, especially under conditions of very low sampling rates. Practical issues associated with the selection of the method's parameters to meet CPU time and accuracy requirements, are examined as well. A performance of the proposed method is evaluated using a nonlinear system with time delay maneuvering an automobile.
In this paper, a nonlinear numerical method to solve the large deflection problem is introduced. And the non-dimensional load-deflection behavior of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite (FG-CNTRC) plates is parametrically investigated. The large deflection problem is formulated according to the von Kármán nonlinear theory and the (1,1,0)* hierarchical model, and it is approximated by 2-D natural element method (NEM). The shear locking phenomenon is suppressed by the selectively reduced integration method. The nonlinear matrix equations are solved by combining the incremental loading scheme and the Newton-Raphson iteration method. The proposed method is validated from the benchmark experiments, where the propose method shows an excellent agreement with the reference methods. The nonlinear behavior of FG-CNTRC plates is evaluated in terms of the non-dimensional load-deflection curve, and it is parametrically investigated with respect to the existence/non-existence and gradient pattern of CNTs, the width-to-thickness and aspect ratios of plates and the type of boundary conditions. The non-dimensional central deflection is significantly reduced when CNTs and added, and it decreases with the volume fraction of CNTs. But, it shows a uniform increase in proportion to the width-to-thickness and aspect ratios. Both the gradient pattern of CNTs and the type of boundary conditions do also show the remarkable effects.
The pulsating pressure waves are composed of fundamental frequency and higher order harmonics in exhaust pipe of engines. The nonlinearity in exhaust pipe is caused by their interactions. The error which is between prediction and measurement is induced by the nonlinearity. We can not explain this phenomenon using linear acoustic theory which is existing theory. So power spectrum which was used in linear theory is not useful. Bispectrum and bicoherence functions which are a higher order spectrum are applicable to explain this phenomenon. This paper proposes a nonlinear effect of pulsating pressure waves. The phenomenon proposed here is identified by using of higher order spectrum density functions.
본 논문의 목적은 엘니뇨현상의 예측을 위한 확률모델의 개발과 그 응용에 있다. 이를 위해, 먼저 태평양 적도지역의 월평균 해면수온의 편차시계열을 기초로 하여 엘 니뇨 현상의 지속기간, 강도의 결정방법과 이 현상의 출현에 대한 판별방법을 제안하 였다. 다음으로 과거 40년(1951-1990) 자료의 편차시계열에 나타난 엘니뇨의 연변동 성, 주기성, 종속성 등 확률구조 및 통계적 특성을 파악하였고, 이 결과를 엘니뇨현상 의 예측을 위한 시계열 비선형확률모델을 유도하였는데 이용하였다. 마지막으로 유도 된 확률모델의 실제적용을 위한 통계절차를 제안하였다.
The characteristics of structural behavior for a cable dome shows a strong nonlinearity and very sensitive by the initial imperfection. The instability phenomenon of Geiger-type cable dome structure is generated due to the in-plane twisting near the critical load level. In this study, therefore, the effect of bracing reinforcement resisting to the in-plane twisting is investigated for the Geiger-type model reinforced by bracing. The effect of initial imperfection is also studied because the structural instability phenomenon of shell-like structure is very sensitive according to the initial condition.
The main objectives of this study are to examine the random responses of a vibration absorber system with autoparametric coupling in the neighborhood of internal resonance subjected to narrow band random excitation by Gaussian closure scheme and to compare the results with those obtained by Monte Carlo simulation. The Monte Carlo simulation is found to support the main features of the nonlinear modal interaction in the neighborhood of internal resonance conditions. The jump phenomenon of the cantilever mode and saturation phenomenon of the main system are shown to occur if the excitation bandwidth is sufficiently small.
Partial rotor rub occurs when an obstacle on the stator of a rotating machinery disturbs the free whirling motion of the rotor, which is more common than full annular rub among the cases of rubbing in rotating machinery. The intermittent contacts and friction during partial rotor rub makes the phenomenon complex. The several nonlinear phenomena of superharmonics, subharmonics, and jump phenomenon are demonstrated for the partial rub using an experimental apparatus in this study. The orbit patterns are also measured experimentally. In order to explain the phenomena of partial rotor rub, the analytical model for the contact between the rotor and stator should be chosen carefully. In this respect, a piecewise-linear model and a rebound model using the coefficient of restitution are investigated on the basis of the experimental observations. Also, Numerical simulations for the two models of contact are done for the various system parameters of clearance, contact stiffness, and friction coefficient. The results show that the piecewise-linear model for partial rotor rub is more plausible to explain the experimental observgations.
Nonlinear dynamic characteristics of rubbing phenomenon in rotor dynamics are investigated experimentally and numerically. Rubbing phenomenon occurs when rotor contacts with stator during whirling and causes the large amplitude of vibration, high whirl frequencies, and possibly catastrophic failure. Rubbing has various types of forward whirl, backward rolling, backward slipping, and partial rub depending on the system parameters of rotating machinery and running speed. Experiments are performed for forward whirl and backward whirl. And numerical analysis are conducted to explain the changes between backward rolling and backward slipping. Experimental and numerical results show that the types of whirling motion depends on the friction coefficient between rotor and stator and the eccentricity of rotor.
For the same configuration, the stiffness of 6-node two dimensional isoparametric is stiffer than that of 8-node two dimensional isoparametric element. This phenomenon may be called 'Relative Stiffness Stiffening Phenomenon.' In this paper, the relative stiffness stiffening phenomenon was studied, and could be corrected by modifying the position of Gauss integral points used in the numerical integration of the stiffness matrix. For the same deformation (bending) energy of 6-node and 8-node two dimensional isoparametric elements, Gauss integral points of 6-node element have to move closer, in comparison with those of 8-node element, in the case of numerical integration along the thickness direction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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