Nonlinear oscillator with power-form elastic-term: Fourier series expansion of the exact solution

Empreu sempre aquest identificador per citar o enllaçar aquest ítem http://hdl.handle.net/10045/43240
Información del item - Informació de l'item - Item information
Títol: Nonlinear oscillator with power-form elastic-term: Fourier series expansion of the exact solution
Autors: Beléndez, Augusto | Francés, Jorge | Beléndez, Tarsicio | Bleda, Sergio | Pascual, Carolina | Arribas Garde, Enrique
Grups d'investigació o GITE: Holografía y Procesado Óptico
Centre, Departament o Servei: Universidad de Alicante. Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal | Universidad de Alicante. Instituto Universitario de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías | Universidad de Castilla-La Mancha. Departamento de Física Aplicada
Paraules clau: Dynamical systems | Nonlinear oscillators | Conservative systems | Truly nonlinear oscillators | Fourier series expansion | Approximate solutions | Symbolic computation
Àrees de coneixement: Física Aplicada | Matemática Aplicada
Data de creació: d’agost-2014
Data de publicació: 1-de maig-2015
Editor: Elsevier
Citació bibliogràfica: Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2015, 22(1-3): 134-148. doi:10.1016/j.cnsns.2014.10.012
Resum: A family of conservative, truly nonlinear, oscillators with integer or non-integer order nonlinearity is considered. These oscillators have only one odd power-form elastic-term and exact expressions for their period and solution were found in terms of Gamma functions and a cosine-Ateb function, respectively. Only for a few values of the order of nonlinearity, is it possible to obtain the periodic solution in terms of more common functions. However, for this family of conservative truly nonlinear oscillators we show in this paper that it is possible to obtain the Fourier series expansion of the exact solution, even though this exact solution is unknown. The coefficients of the Fourier series expansion of the exact solution are obtained as an integral expression in which a regularized incomplete Beta function appears. These coefficients are a function of the order of nonlinearity only and are computed numerically. One application of this technique is to compare the amplitudes for the different harmonics of the solution obtained using approximate methods with the exact ones computed numerically as shown in this paper. As an example, the approximate amplitudes obtained via a modified Ritz method are compared with the exact ones computed numerically.
Patrocinadors: This work was supported by the “Generalitat Valenciana” of Spain, under projects PROMETEO/2011/021 and ISIC/2012/013, and by the “Vicerrectorado de Tecnologías de la Información” of the University of Alicante, Spain, under project GITE-09006-UA.
URI: http://hdl.handle.net/10045/43240
ISSN: 1007-5704 (Print) | 1878-7274 (Online)
DOI: 10.1016/j.cnsns.2014.10.012
Idioma: eng
Tipus: info:eu-repo/semantics/article
Revisió científica: si
Versió de l'editor: http://dx.doi.org/10.1016/j.cnsns.2014.10.012
Apareix a la col·lecció: INV - GHPO - Artículos de Revistas
INV - GMECA - Artículos de Revistas

Arxius per aquest ítem:
Arxius per aquest ítem:
Arxiu Descripció Tamany Format  
ThumbnailCNSNS_v22_p134_2015.pdfVersión final (acceso restringido)380,91 kBAdobe PDFObrir     Sol·licitar una còpia
ThumbnailCNSNS-D-14-00408R1-RUA.pdfVersión revisada (acceso abierto)3,27 MBAdobe PDFObrir Vista prèvia


Tots els documents dipositats a RUA estan protegits per drets d'autors. Alguns drets reservats.