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Elementary Flight Dynamics With An Introduction To Bifurcation And Continuation Methods

Author: Nandan K. Sinha
Publisher: CRC Press
ISBN: 1482234882
Size: 24.19 MB
Format: PDF
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Many textbooks are unable to step outside the classroom and connect with industrial practice, and most describe difficult-to-rationalize ad hoc derivations of the modal parameters. In contrast, Elementary Flight Dynamics with an Introduction to Bifurcation and Continuation Methods uses an optimal mix of physical insight and mathematical presentation to lead students to the heart of professional aircraft flight dynamics in a pleasant and informative manner. Presenting an updated version of the aerodynamic model with the corrected definition of the rate (dynamic) derivatives, the book is peppered with examples of real-life airplanes, real airplane data, and solved examples. It plunges directly into the core concepts of aircraft flight dynamics with minimal mathematical fuss. When the 6-degree-of-freedom equations are presented in the final chapter, the students are already familiar with most of the physical concepts and the math is easier to absorb. Aimed at junior and senior undergraduate students, this book covers recent developments in airplane flight dynamics and introduces bifurcation and continuation methods as a tool for flight dynamic analysis. Designed to help students make the transition from classroom calculations to the real-world of computational flight dynamics, it offers a practical perspective, enhanced by the inclusion of an open source computational tool.

Advanced Flight Dynamics With Elements Of Flight Control

Author: Nandan K. Sinha
Publisher: CRC Press
ISBN: 1498746063
Size: 33.52 MB
Format: PDF, ePub
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Advanced Flight Dynamics aim to integrate the subjects of aircraft performance, trim and stability/control in a seamless manner. Advanced Flight Dynamics highlights three key and unique viewpoints. Firstly, it follows the revised and corrected aerodynamic modeling presented previously in recent textbook on Elementary Flight Dynamics. Secondly, it uses bifurcation and continuation theory, especially the Extended Bifurcation Analysis (EBA) procedure devised by the authors, to blend the subjects of aircraft performance, trim and stability, and flight control into a unified whole. Thirdly, rather than select one control design tool or another, it uses the generalized Nonlinear Dynamic Inversion (NDI) methodology to illustrate the fundamental principles of flight control. Advanced Flight Dynamics covers all the standard airplane maneuvers, various types of instabilities normally encountered in flight dynamics and illustrates them with real-life airplane data and examples, thus bridging the gap between the teaching of flight dynamics/ control theory in the university and its practice in airplane design bureaus. The expected reader group for this book would ideally be senior undergraduate and graduate students, practicing aerospace/flight simulation engineers/scientists from industry as well as researchers in various organizations. Key Features: Focus on unified nonlinear approach, with nonlinear analysis tools. Provides an up-to-date, corrected, and unified presentation of aircraft trim, stability and control analysis including nonlinear phenomena and closed-loop stability analysis. Contains a computational tool and real-life example carried through the chapters. Includes complementary nonlinear dynamic inversion control approach, with relevant aircraft examples. Fills the gap in the market for a text including non-linear flight dynamics and continuation methods.

Einf Hrung In Die Mechanik Und Symmetrie

Author: Jerrold E. Marsden
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642568599
Size: 46.17 MB
Format: PDF, Kindle
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Symmetrie spielt in der Mechanik eine große Rolle. Dieses Buch beschreibt die Entwicklung zugrunde liegender Theorien. Besonderes Gewicht wird der Symmetrie beigemessen. Ursache hierfür sind Entwicklungen im Bereich dynamischer Systeme, der Einsatz geometrischer Verfahren und neue Anwendungen. Dieses Lehrbuch stellt Grundlagen bereit und beschreibt zahlreiche spezifische Anwendungen. Interessant für Physiker und Ingenieure. Ausgewählte Beispiele, Anwendungen, aktuelle Verfahren/Techniken veranschaulichen die Theorie.

Finite Elemente Methoden

Author: Klaus-Jürgen Bathe
Publisher: DrMaster Publications
ISBN: 9783540668060
Size: 68.40 MB
Format: PDF, Kindle
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Dieses Lehr- und Handbuch behandelt sowohl die elementaren Konzepte als auch die fortgeschrittenen und zukunftsweisenden linearen und nichtlinearen FE-Methoden in Statik, Dynamik, Festkörper- und Fluidmechanik. Es wird sowohl der physikalische als auch der mathematische Hintergrund der Prozeduren ausführlich und verständlich beschrieben. Das Werk enthält eine Vielzahl von ausgearbeiteten Beispielen, Rechnerübungen und Programmlisten. Als Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs hat es sich in zwei Auflagen auch bei den deutschsprachigen Ingenieuren etabliert. Die umfangreichen Änderungen gegenüber der Vorauflage innerhalb aller Kapitel - vor allem aber der fortgeschrittenen - spiegeln die rasche Entwicklung innerhalb des letzten Jahrzehnts auf diesem Gebiet wieder. TOC:Eine Einführung in den Gebrauch von Finite-Elemente-Verfahren.-Vektoren, Matrizen und Tensoren.-Einige Grundbegriffe ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen.-Formulierung der Methode der finiten Elemente.-Formulierung und Berechnung von isoparametrischen Finite-Elemente-Matrizen.-Nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen in der Festkörper- und Strukturmechanik.-Finite-Elemente-Berechnungen von Wärmeübertragungs- und Feldproblemen.-Lösung von Gleichgewichtsbeziehungen in statischen Berechnungen.-Lösung von Bewegungsgleichungen in kinetischen Berechnungen.-Vorbemerkungen zur Lösung von Eigenproblemen.-Lösungsverfahren für Eigenprobleme.-Implementierung der Finite-Elemente-Methode.

Gew Hnliche Differentialgleichungen

Author: Vladimir I. Arnold
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642564801
Size: 24.10 MB
Format: PDF
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nen (die fast unverändert in moderne Lehrbücher der Analysis übernommen wurde) ermöglichten ihm nach seinen eigenen Worten, "in einer halben Vier telstunde" die Flächen beliebiger Figuren zu vergleichen. Newton zeigte, daß die Koeffizienten seiner Reihen proportional zu den sukzessiven Ableitungen der Funktion sind, doch ging er darauf nicht weiter ein, da er zu Recht meinte, daß die Rechnungen in der Analysis bequemer auszuführen sind, wenn man nicht mit höheren Ableitungen arbeitet, sondern die ersten Glieder der Reihenentwicklung ausrechnet. Für Newton diente der Zusammenhang zwischen den Koeffizienten der Reihe und den Ableitungen eher dazu, die Ableitungen zu berechnen als die Reihe aufzustellen. Eine von Newtons wichtigsten Leistungen war seine Theorie des Sonnensy stems, die in den "Mathematischen Prinzipien der Naturlehre" ("Principia") ohne Verwendung der mathematischen Analysis dargestellt ist. Allgemein wird angenommen, daß Newton das allgemeine Gravitationsgesetz mit Hilfe seiner Analysis entdeckt habe. Tatsächlich hat Newton (1680) lediglich be wiesen, daß die Bahnkurven in einem Anziehungsfeld Ellipsen sind, wenn die Anziehungskraft invers proportional zum Abstandsquadrat ist: Auf das Ge setz selbst wurde Newton von Hooke (1635-1703) hingewiesen (vgl. § 8) und es scheint, daß es noch von weiteren Forschern vermutet wurde.

Hopf Bifurcation Analysis

Author: Jorge L Moiola
Publisher: World Scientific
ISBN: 9814499102
Size: 43.49 MB
Format: PDF
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This book is devoted to the frequency domain approach, for both regular and degenerate Hopf bifurcation analyses. Besides showing that the time and frequency domain approaches are in fact equivalent, the fact that many significant results and computational formulas obtained in the studies of regular and degenerate Hopf bifurcations from the time domain approach can be translated and reformulated into the corresponding frequency domain setting, and be reconfirmed and rediscovered by using the frequency domain methods, is also explained. The description of how the frequency domain approach can be used to obtain several types of standard bifurcation conditions for general nonlinear dynamical systems is given as well as is demonstrated a very rich pictorial gallery of local bifurcation diagrams for nonlinear systems under simultaneous variations of several system parameters. In conjunction with this graphical analysis of local bifurcation diagrams, the defining and nondegeneracy conditions for several degenerate Hopf bifurcations is presented. With a great deal of algebraic computation, some higher-order harmonic balance approximation formulas are derived, for analyzing the dynamical behavior in small neighborhoods of certain types of degenerate Hopf bifurcations that involve multiple limit cycles and multiple limit points of periodic solutions. In addition, applications in chemical, mechanical and electrical engineering as well as in biology are discussed. This book is designed and written in a style of research monographs rather than classroom textbooks, so that the most recent contributions to the field can be included with references. Contents: IntroductionThe Hopf Bifurcation TheoremContinuation of Bifurcation Curves on the Parameter PlaneDegenerate Bifurcations in the Space of System ParametersHigh-Order Hopf Bifurcation FormulasHopf Bifurcation in Nonlinear Systems with Time DelaysBirth of Multiple Limit CyclesAppendixReferencesArthur IndexSubject Index Readership: Nonlinear scientists, applied mathematicians, and systems engineers. keywords:Bifurcation;Harmonic Balance Approximation;Graphical Hopf Bifurcation;Degenerate Hopf Bifurcation;High-Order Hopf Bifurcation;Multiple Limit Cycles;Hopf;Frequency;Harmonic Balance;Feedback;Oscillations;Nonlinear;Delay;Limit Cycles;Degenerate Bifurcations

Differentialgleichungen Und Ihre Anwendungen

Author: Martin Braun
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642975151
Size: 56.38 MB
Format: PDF, Kindle
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Dieses richtungsweisende Lehrbuch für die Anwendung der Mathematik in anderen Wissenschaftszweigen gibt eine Einführung in die Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen. Fortran und APL-Programme geben den Studenten die Möglichkeit, verschiedene numerische Näherungsverfahren an ihrem PC selbst durchzurechnen. Aus den Besprechungen: "Die Darstellung ist überall mathematisch streng und zudem ungemein anregend. Abgesehen von manchen historischen Bemerkungen ... tragen dazu die vielen mit ausführlichem Hintergrund sehr eingehend entwickelten praktischen Anwendungen bei. ... Besondere Aufmerksamkeit wird der physikalisch und technisch so wichtigen Frage nach Stabilität von Lösungen eines Systems von Differentialgleichungen gewidmet. Das Buch ist wegen seiner geringen Voraussetzungen und vorzüglichen Didaktik schon für alle Studenten des 3. Semesters geeignet; seine eminent praktische Haltung empfiehlt es aber auch für alle Physiker, die mit Differentialgleichungen und ihren Anwendungen umzugehen haben." #Physikalische Blätter#

Eindimensionale Finite Elemente

Author: Markus Merkel
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642544827
Size: 79.43 MB
Format: PDF
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Die Finite-Elemente-Methode wird in dieser Einführung in ihrer Komplexität auf eindimensionale Elemente heruntergebrochen. Somit bleibt die mathematische Beschreibung weitgehend einfach und überschaubar. Das Augenmerk liegt in jedem Kapitel auf der Erläuterung der Methode und deren Verständnis. Der Leser lernt, die Annahmen und Ableitungen bei verschiedenen physikalischen Problemstellungen in der Strukturmechanik zu verstehen und Möglichkeiten und Grenzen der Methode der Finiten Elemente kritisch zu beurteilen. Diese Herangehensweise ermöglicht das methodische Verständnis wichtiger Themenbereiche, wie z.B. Plastizität oder Verbundwerkstoffe und gewährleistet einen einfachen Einstieg in weiterführende Anwendungsgebiete. Ausführliche durchgerechnete und kommentierte Beispiele und weiterführende Aufgaben mit Kurzlösung im Anhang unterstützen den Lernerfolg. In der zweiten Auflage dieses Lehrbuches wurden alle graphischen Darstellungen überarbeitet, die Wärmeleitung bei den Stabelementen ergänzt und Spezialelemente als neues Kapitel aufgenommen. Auch wurde das Prinzip der virtuellen Arbeiten zur Ableitung der Finite-Elemente-Hauptgleichung eingeführt.