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Un novedoso método para examinar soluciones periódicas de algunos osciladores altamente no lineales físicos

Autores: Ismail, Gamal M.; Moatimid, Galal M.; Kontomaris, Stylianos V.; Cveticanin, Livija

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Un novedoso método para examinar soluciones periódicas de algunos osciladores altamente no lineales físicos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Estudio
Osciladores no lineales
Percepciones teóricas
Enfoque no perturbativo
Simulaciones numéricas
Análisis de estabilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 36

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El estudio ofrece una investigación exhaustiva de soluciones periódicas en sistemas de osciladores altamente no lineales, empleando técnicas analíticas y numéricas avanzadas. La motivación surge de la necesidad urgente de comprender comportamientos dinámicos complejos en física e ingeniería, donde las aproximaciones lineales tradicionales no son suficientes. Este trabajo aplica precisamente la Fórmula de Frecuencia de He (HFF) para proporcionar ideas teóricas sobre ciertas clases de osciladores fuertemente no lineales, como se ilustra a través de cinco amplios ejemplos extraídos de diversas disciplinas científicas e ingenieriles. Además, la novedad de este trabajo radica en reducir el tiempo requerido en comparación con las técnicas clásicas de perturbación ampliamente empleadas en este campo. El enfoque no perturbativo propuesto (NPA) convierte eficazmente ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales (ODEs) en ecuaciones lineales, equivalentes al movimiento armónico simple. Este método produce una nueva aproximación de frecuencia que se alinea estrechamente con los resultados numéricos, superando a menudo las técnicas de aproximación existentes en términos de precisión. Para ayudar a los lectores, el NPA se explica detalladamente, y sus predicciones teóricas se validan a través de simulaciones numéricas utilizando el Software Mathematica (MS). Un excelente acuerdo entre las respuestas teóricas y numéricas resalta la solidez de este método. Además, el NPA permite un análisis detallado de la estabilidad, un área donde los métodos tradicionales a menudo no cumplen. Debido a su flexibilidad y eficacia, el NPA presenta una herramienta potente y eficiente para analizar osciladores altamente no lineales en diversos campos de la ingeniería y la ciencia aplicada.

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