基于连续介质力学的形变地球重力场描述

地球重力场的时空结构与分布特性无论在基础理论研究还是在地理空间信息建设中都具有重要意义.地球表面上的观测仪器检测到的只是某一个质点的重力变化,但是理论研究却是基于引力和引力位场方程进行的.基于连续介质力学的基本理论,给出了地球密度变化、引力和引力位变化的Lagrange和Euler描述,明确了重力场变化的若干概念,它对于高精度地球重力场时空变化的理论研究具有参考价值.     

离心超重力实验：探索多相介质演变的革命性手段

正地球表面和上地壳中所有物质都受到地球质量引起的引力及地球自转引起的离心力作用,这两个作用的合力形成了物质承受的重力.地球表面的重力场是常重力场,用重力加速度g表达其强度.当重力场的强度小于g时为微重力场,存在于宇宙中质量小于地球的星体表面,如月球.当重力场的强度大于g时为超重力场,如一些红矮星表面重力加速度可以达到300g.人类一直渴望利用超重力探索自然界物质运动规律. 1869年法国科学家Phillips提出利用离心力在地球上模拟超重力的设想[1]. 1968年瑞典乌     

度规场论及其现代应用

自Einstein将重力场几何化为时空度规场后,人们多偏向于在实际应用中探求近似解。本文在介绍度规场的后牛顿参量近似后,归纳它在若干重要领域应用所取得的进展。并将已获得公认的解做进一步讨论发现,在度规重力场内,除牛顿引力势外,还自然地包含有排斥势和另一种新的引力势。为解释地质上发现的重力异常现象提供可能依据。本文还进一步展望度规场理论可能在微重力科学和强引力天体领域得到应用。这将预示有可能对开展空间材料科学和超高密度天体探索提供理论方法。     

重力场深部结构与动力学特征分析

目前重力场结构分析多关注重力场表层,关于重力场深部结构的分析较少,所反映出的地球地质、板块运行等地理信息结论也比较少,为此提出重力场场深部结构与动力学特征分析。计算重力场局部梯度,确定重力场中心和边缘位置,得到重力场场源边界参数,采用反演计算得出重力场深度参数,采用Ueosoft软件的Euler3D模块形成重力场深部结构图;基于重力场深部结构分析结果,计算大地水准面异常,并根据异常结果进行反演,推断出地壳厚度、地壳构造活动变化及其存在的动力学特征。     

中子在引力场中干涉效应的量子理论相移

本文通过求解中子在地球引力场中的量子力学运动方程的方法,导出了中子在地球引力场中干涉效应(COW实验)的相移公式,这样就在严格的量子理论基础上完善TCOW实验结果分析。根据相移公式是Schrodinger方程的解,本文指出该形式的相移公式只适用于中子以非相对论速度入射的情况。     

物质运动、引力势和时空结构的相对性——惯性力、“暗物质”,“暗能量”等的本质(英文)

基于当场测定的光速不变以及引力不是超距作用,引出两个原理:①极限相对固有速度取决于相对局域宇宙引力势;②物质运动会伴生引力势.结合能量守恒,澄清了能量在不同时空结构之间的变换关系,进一步验证了这两个原理,并由此澄清了惯性力的本质;通过分析由天体和星际物质整体运动引起的附加局域宇宙引力势,推导出"暗物质"和"暗能量"与时空结构之间的关系并解释其本质;在不同时空结构之间建立了更严格的时间间隔以及空间间隔变换关系,且澄清了其物理意义,并推导出了精确的相对固有速度的合成关系;由原子核中各个层次粒子的运动与局域宇宙引力势之间的相互作用解释了强相互作用、弱相互作用以及引力之间的基本关系;针对静态球对称引力场推导出爱因斯坦场方程的精确外部解,结果否定了宇宙中存在黑洞的可能性;从函数关系及物理意义上确定了弱场近似的假设条件在Schwarzschild度规中所引入的误差,该误差随着引力场强增大而增大,在极端的高场强情况下误差太大导致Schwarzschild度规失效.     

地球重力场模型在高程控制网中的应用

不同地球重力场模型的优选及不同拟合方法的合理选择是GPS高程转换所需考虑的关键问题。随着以卫星重力梯度为主要观测值的GOCE重力卫星的发射成功及其相关重力场模型的推出,地球重力场模型的精度及分辨率有了较大提高,有必要将其应用于GPS高程转换的研究。本文提出了用目前具有较高精度的SGG地球重力场模型来代替以往较低精度地球重力场模型的策略,计算分析了这种模型解算全球高程异常的精度,并将这种模型应用于”移去一拟合一恢复”法的GPS高程转换中,使GPS提供真正意义上的三维坐标。     

欧洲探测卫星绘出首幅地球重力场图

欧空局根据地球重力场和海洋环流探测（GOCE）卫星传回的数据．绘出了首幅地球重力场图。这幅图像是根据GOCE卫星2009年底收集的数据绘制的．其内容精确．能够反映地球重力场极其微小的变化。     

联合两个界面的数据求解超定边值问题的途径

给定地面和卫星界面上的比较密集的重力数据,可采用虚拟压缩恢复法或球谐展开法求解地球外部重力场;给定地面部分区域和卫星界面上部分区域的重力数据,可采用球谐展开法求解.阐述上述两种方法的理论基础,给出基于上述两种方法求解重力场的模型.     

引力势、物质运动与时空结构 物质运动与引力势之间的基本关系

根据时空结构的相对性,由分析物质运动与宇宙时空结构之间的关系导出两个定理,确定物质粒子被外力作用所能获得的相对固有速度的极限取决于其所处时空结构的相对局域宇宙引力势.局域宇宙引力势不仅与宇宙中物质的分布有关,而且与它们的各种形式的运动都有关,物体的整体运动也会产生附加引力势而导致时空结构的变化,由此澄清了惯性力的本质.由能量守恒进一步检验证实了这两个定理,澄清了当场测定的真空中的光速不变的物理本质,并指出洛伦兹变换的适用条件.以局域宇宙时空结构之间的相对关系为基础分析了物质运动、能量和局域宇宙引力势之间的基本关系.推导出相应的速度相加法则.用本文的时空变换关系取代Schwarzschild度规,得到的理论预期值与针对广义相对论的四个经典检验的数据相符,并证明了其合理性.     

Response of magnetic fields at geosynchronous orbit and on the ground to the sudden changes of IMF B Z

The rapid change in the Earth’s magnetosphere caused by solar wind disturbances has been an important part of the solar wind-magnetosphere interaction.However most of the previous studies focused on the perturbation of the Earth’s magnetic field caused by solar wind dynamic pressure changes.In this paper,we studied the response of geosynchronous magnetic field and the magnetic field to the rapid southward turning of interplanetary magnetic field during the interval 1350 1420 UT on 7May 2007.During this event,BZ component of the interplanetary magnetic field decreased from 15 nT to 10 nT within 3 min(1403 1406 UT).The geosynchronous magnetic field measured by three geosynchronous satellites(GOES 10 12)first increased and then decreased.The variations of magnetic field strength in the morning sector(9 10 LT)were much larger than those in the dawn sector(5 LT).Meanwhile,the H components of geomagnetic field on the ground have similar response features but exhibit latitude and LT dependent variations.Compared with H components,the D components do not have regular variations.Although the solar wind dynamical pressure encounters small variations,the magnetic field both in space and on the ground does not display similar variations.Therefore,the increase of geomagnetic field in the dawn sector is caused by the southward turning of IMF(interplanetary magnetic field)BZ.These results will help to better understand the coupling process of geomagnetic filed and interplanetary magnetic field.     

引力场中粒子的加速度

本文利用Ｅｉｎｓｔｅｉｎ场方程导出了粒子在球对称引力场中运动时加速度的表达式。当粒子处于弱场及低迷（ｖ＜＜Ｃ）时，加速度的表达式自动过渡为Ｎｅｗ－ｔｏｎ引力加速度。     

锻压变形力的一种数值分析模型

为了确定开式模锻中力学参数与模具型腔几何参数之间的关系,采用精确作图法得到了锻靠阶段初期的临界滑移线场模型,并用数值分析方法确定该模型中变形几何参数与滑移线场参数的相互关系,根据滑移线场相关理论进行力学分析,确定这一特定时段的应力场以及变形力分布.该临界数值分析模型的建立为确定锻靠阶段变形区的形状与尺寸,进而求解应力场、变形力分布提供了量化的理论基础,并为运用此方法建立模锻过程其他特征时段的力学模型提供了依据.     

相对论的基本数学方程

应用数学方程式的形式,推导并展示了爱因斯坦狭义相对论与广义相对论的内容。对爱因斯坦光速不变方程、相对论力学基本方程、质能方程和爱因斯坦引力场方程在相对论中所表述的内容进行了说明,解释了长度收缩、时间延缓、光线弯曲、引力红移与黑洞。这样,用一种简单方程形式便诠释了爱因斯坦相对论的基本内容。     

弹性半无限空间中矩形孔收缩的复变函数解答

随着城市建设的发展,矩形隧道的应用越来越多,但针对矩形隧道的理论研究却鲜有见闻。针对矩形隧道,建立了半无限空间矩形隧道的弹性理论计算模型,采用最小二乘迭代方法确定共形映射函数的各项系数,并将计算区域映射为复平面上的一个同心圆环;运用Muskhelishvili复变函数方法,将计算区域内的应力函数展开成为Laurant级数的形式,给定了地表零应力边界和矩形孔口径向位移边界,求得了半无限空间矩形隧道在给定位移条件下的应力场和位移场。分析了不同高宽比、不同泊松比、不同埋深对位移场和应力场的影响,总结了矩形隧道位移场和应力场的一般规律。结果表明：高宽比偏小、泊松比偏大、埋深偏小都会使得沉降槽不再是类高斯曲线的形状,这些参数的变化也会在不同程度上影响应力场和位移场的大小和分布。     

地下水渗流对基坑稳定性影响

论述了基坑开挖过程中常用的降水方法——明沟排水和井点降水以及相应的水流运动;简要阐述了动水压力分析法和管涌(流砂)的产生机理,导出渗流力公式和管涌的安全系数,对影响基坑水力稳定的因素作简要评述;分析了基坑深开挖过程中渗流场的变化规律及对应力场变化的影响,忽略固结效应,将渗流场的水力作用与应力场耦合,力图通过这种分析,以求得地下水渗流对基坑稳定性影响的基本规律的认识。     

强磁钢轴向斥力的分析及简易计算

本文叙述了工程应用的强磁钢轴向斥力的计算方法,提出了通过位场函数及磁场能量变化,推导出简易的轴向斥力计算式,毋须计算机及编程;结果,把计算值同实测值相比、同表面元电流斥力积累法的计算位相比、误差不大。况且,磁场存在边界条件时,只得用位场函数分析,故本分析法既为计算提供方便,又为进一步研究提供办法。     

关于相对性时空观的讨论

在等效原理的基础上讨论引力势场和速率场的等价性，并对加速度导致时间膨胀的说法和时间膨胀相对性等问题进行探讨。     

钢筋混凝土壳体结构内力计算的曲杆空间刚架法程序设计

钢筋混凝土壳体结构的曲杆空间刚架结构法是把壳体离散成曲杆(或直杆)空间刚架结构，将杆件作为计算基本单元，通过分析曲杆空间刚架结构的内力达到壳体应力分析的目的的近似数值解法．本文针对空间曲杆刚架系统的内力分析计算问题，以Visual Fortran 6．0为编译平台，提出了相应的计算程序设计方法，并对计算程序的计算精度进行了试算和分析．