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研究生: 賴佑旻
You-Min Lai
論文名稱: 具分數階微分Duffing系統之跳躍現象解析
Jump Phenomena Analysis of Duffing System with Fractional Damping
指導教授: 黃慶東
Ching-Tung Huang
口試委員: 鄭蘩
Fan Zheng
陳瑞華
Rwey-Hua Cherng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 69
中文關鍵詞: Duffing系統跳躍現象分數階阻尼
外文關鍵詞: Duffing system, Jump phenomena,, Fractional Damping
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  • 本文旨在探討Duffing系統加入分數階阻尼,穩態振幅因系統持續改變外力頻率作用而產生之跳躍現象(Jump Phenomena)。
    為了探討初始條件對穩態振幅落底之影響,而令其由零擴展至二維度,並依初始值對應之振幅大小繪出二維振幅圖。跳躍現象為穩態振幅會在兩特定頻率產生跳躍式之變化,並可利用顏色與主次漩渦之圖形變化說明。最後,本研究設計兩組接續之外力作為模擬穩態振幅之上跳與下跳現象。由分析結果得知,跳躍現象只會發生在非線性系統。


    This study presents a steady-state response of duffing system with fractional damping. The jump phenomena is caused by changing the external force frequency of the system. In order to discuss the effects of steady-state displacement, the project lets the initial conditions from zero to second dimension. Moreover, this research draws a two-dimensional amplitude map according to the amplitude which corresponds to the initial values.
    It was found that the amplitude produces a jump change at two specific frequencies. Furthermore, it can be explained by the pattern change of color as well as primary vortices. Last but not least, this project designs two sets of external forces continuously as simulating jump up and jump down phenomena.
    In conclusion, the jump phenomena exists when only a nonlinear system is considered.

    目錄 圖目錄 III 第一章 緒論 1 1.1研究動機與目的 1 1.2研究方法與內容 2 1.3文獻回顧 3 1.4本文內容 4 第二章 Duffing系統跳躍現象 5 2.1理論推導 5 2.2跳躍現象(Jump Phenomena)之觀察 11 2.3二維振幅圖 12 2.4客製"雙點跳躍"歷時模擬 15 2.4.1下跳現象歷時模擬 15 2.4.2上跳現象歷時模擬 16 第三章 分數階微分系統之探討與推導 27 3.1前言 27 3.2分數階微分之定義 28 3.3 Riemann-Liouville 定義推導 32 3.3.1計算In-1 34 3.3.2計算∆In 35 3.3.3 整合結果 36 3.4 Newmark數值積分 37 3.5 具分數階微分Duffing系統之跳躍現象 41 3.6客製分數階微分Duffing系統之"雙點跳躍" 43 3.6.1 分數階微分Duffing系統之下跳現象模擬 43 3.6.2 分數階微分Duffing系統之上跳現象模擬 43 第四章 結論與建議 54 參考文獻 56

    參考文獻
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    9. 周澤安,「分數階微分系統之隨機震動分析與討論」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程所 (2017)。
    10. 王品傑,「非線性分數階微分系統之穩態分析」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程所 (2018)。

    無法下載圖示 全文公開日期 2024/08/08 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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