从理论到现实:更安全光束设计的数学关键

了解结构振动的动力学,尤其是梁中的振动动力学,对于从土木工程到航空航天等一系列工程应用都至关重要。 《应用数学中的偏微分方程》杂志发表了一项开创性的研究,利用先进的数学框架探索了欧拉-伯努利梁振动的复杂世界。这项研究由 Reinhard Honegger 博士、教授领导。[…]

来源:科学特色系列

了解结构振动(尤其是梁中的振动)的动力学对于从土木工程到航空航天等一系列工程应用都至关重要。《应用数学中的偏微分方程》杂志发表的一项开创性研究使用先进的数学框架探索了欧拉-伯努利梁振动的复杂世界。

这项研究由德国罗伊特林根应用技术大学的 Reinhard Honegger 博士、Michael Lauxmann 教授和 Barbara Priwitzer 教授领导,在希尔伯特空间算子理论(数学物理学的一个基本概念)的背景下深入研究波动微分方程。这项研究不仅阐明了抽象的数学过程,还将它们应用于现实世界的工程场景,提供了理论和实践方面的见解。

该团队专门通过现代数学物理的视角研究了工程科学中的经典问题——梁的弯曲振动。研究人员利用 L2-Hilbert 空间框架对这些振动进行建模,采用正自伴算子,这是理解此类系统动力学的关键工具。“在工程科学中,欧拉-伯努利模型是描述梁弯曲的成熟模型。我们的工作将这些物理模型与函数分析的数学严谨性相结合,提供了对振动特性的全面理解,”B. Priwitzer 教授解释道。

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M. Lauxmann 教授强调了他们工作的实际意义。“我们的分析不仅提供了理论见解,还提供了预测施工和设计中梁行为的实用指导,这对于确保安全性和耐久性至关重要,”他表示。

期刊参考

关于一般希尔伯特空间中的波动微分方程及其对梁的欧拉-伯努利弯曲振动的应用。 https://doi.org/10.1016/j.padiff.2024.100617

关于作者

Michael Lauxmann