关于超光速粒子的加速器测量

相对论本来就含有一种超光速变换的描述,在不违反其数学描述精度基础上,利用非线性修正把原来的基本方程进行调整,可以得到和于闵克夫斯基空间表述高阶相融的平直空间映象.研究和求解此映象的性质,期望得出超光速情况下粒子运行的两条规律:第一是减小能量反而增大速度,第二是在超光速情况下解的不连续性.利用这两条原则指导加速器中的测量,得到对于加速器存在的非线性混沌运动的新认识.特别是利用减小能量和加强解的间断性得到的调控手段,使得强流电子束产生的复杂的束晕混沌现象得以加强并由此产生分布的变化,然后对此规律进行数学拟合.此结果都可以作为超光速粒子行为的间接证据.     

超光速运动和狭义相对论的局限性

近年来,实验和观测已发现了多种超光速现象,这是科学研究中的一个新的前沿.笔者对超光速理论作了简单的回顾,指出洛仑兹变换中的时间定义不是物理学的唯一时间定义,还可以用一种推广的Galilean变换(GGT)定义另一种物理学时间.当描述超光速粒子(快子)运动时,GGT的时间箭头总是正向的,不会出现时间倒演问题.GGT变换是洛仑兹变换的一种非标准形式,也是洛仑兹物理思想的继承和发展.物理学家已普遍承认:真空不空.如果把真空称之为"以太场",这仅仅是一个术语问题.以太场具有复杂的量子特性,它与超光速运动之间可能存在某种内在的联系.近年来各国对中微子质量平方作了精确测量,全球实验的平均结果为负值,由此可以推测中微子可能就是超光速粒子.介绍了中微子作为自旋为1/2的超光速粒子的一种Dirac型方程及其量子性质,为弱相互作用中宇称不守恒的事实作出了新解释.     

物质和能量关系的本质

当代暗物质的研究从可压缩连续介质角度给出,在均匀各向同性的宇宙中很容易得到能动张量的基本形式。其状态方程可以是典型的可压缩气体形式,这样,就可以利用理想气体的特性来进一步解释引力场内能量和物质的关系。实际是把时空上的非线性用一种描述方程上的更深刻的非线性机制来代替,这种新的类似于洛伦兹的变换具有更广泛的协变不变性。据此,对质量的定义可以理解为类似于在空气动力学试验中被物体边界所排挤的流体的质量。从本质上来说,变重了的并不是试验的飞行器壳体的结构重量,而是那个壳体体积所排挤的区域内部等价流体介质的质量。     

非线性波在动脉内传播的理论

提出了一个新的非线性脉搏波在动脉内传播的理论模型,推导了一个新的血管壁一外周组织系统的非线性运动方程组。这组运动方程与代表血液流动的粘性不可压缩运动的方程、连续方程以及流体和血管壁本构方程相结合,可用数值方法求解非线性脉搏波在动脉内的传播。其数值解包含压力脉搏波、血流速度波和血流量波以及血管壁的波动和变形等。     

一类可压缩燃烧方程的渐近极限

采用能量估计和Helmholtz分解的方法,证明了在二维或三维空间上当马赫数趋于零时,一类可压缩燃烧方程的解收敛到相应的不可压缩燃烧方程的解.文中对外力、速度和时间没有限制,只是要求方程的初值足够光滑.     

狭义相对论与超光速运动

近来年,王力军等利用增益线性反常色散,证明了激光脉冲在铯原子气中的超光速传递;激光脉冲在此区域以超过光速c甚至负的群速传递,而脉冲的外形无改变.以往课本上说,没有任何东西,包括光本身的传递能快于光.新的实验表明它不再正确.研究表明,如果人们相信超光速运动可能存在,那么按照爱恩斯坦的方法,利用芬斯勒时空ds4=gijkldxidxjdxkdxl取代通常的闵柯夫斯基时空,我们可以得到新的时空变换.基于新变换的讨论不仅可保留Einstein狭义相对论的全部内容而且包容超光速运动.     

平面上不可压缩的Navier-Stokes方程五模截断方程组的标准型

把广义的类Lorenz系统推广到五维,给出了平面上不可压缩的Navier-Stokes方程五模截断方程组广义的类Lorenz系统的标准型;讨论了截断方程组标准型的形式统一性。     

油水两相流Darcy-Stokes模型

塔河油田缝洞型油藏的溶洞可分为微小溶洞溶孔和大溶洞,部分大溶洞未被充填,未充填的大溶洞内部不存在多孔介质,流体流动属于自由流动,流动规律符合Navier-Stokes方程,油藏存在自由流动区和渗流区,流动规律符合Darcy-Stokes耦合模型.针对塔河油田的流体特征,将现有的用来描述单相不可压缩流体流动的Darcy-Stokes模型扩展到油水两相的微可压缩流体,并根据未充填溶洞内压力差异小这一特征,对油水动量守恒方程进行简化,所得到的动量守恒方程在形式上与不可压缩流体的相同,但流体密度和粘度仍然是关于压力的函数.模型中引入了Beavers-Joseph-Saffman边界条件,并将该条件扩展到两相流.将Darcy-Stokes模型应用于数值试井,结果表明,尽管采用双重介质渗流模型和Navier-Stokes模型都可以得到很好的拟合效果,但是后者的解释成果更接近三维地震解释所预测的地质模型.     

二维不可压缩的Navier-Stokes方程四模类Lorenz方程组的稳定性分析

对二维正方形区域上不可压缩的Navier-Stokes方程进行傅立叶展开后截断得到四模类Lorenz方程组,证明了此方程组吸引子的存在性,并对其稳定性进行了讨论和分析。     

一个新平面不可压缩Navier-Stokes方程的五模类Lorenz方程组截断

对二维正方形区域上不可压缩的Navier-Stokes方程进行傅立叶展开后截断得到新五模类Lorenz方程组,证明了方程组吸引子的存在,并对其稳定性进行了讨论和证明,数值模拟了雷诺数变化时方程组的动力学行为。     

水平层状介质中瞬变波动电磁场入射波直接时域响应式

通过有源Maxwell方程对应的电磁场矢量波动方程,利用时域Green函数方法,结合电磁场边界条件,推导出线性、均匀、各向同性的水平层状介质中瞬变波动场入射波的直接时域解析公式。避免了传统偶极子假设和时频转换引起的误差,为解决全场区瞬变电磁精细探测直接时域解析问题提供了理论基础。     

磁各向异性介质中的平面电磁波

本文讨论了磁各向异性的理想介质中的平面电磁波的一般特性 ,继而推证了这种介质中平面波的对偶关系 ,导出了磁晶体中的“菲涅耳方程” ,并利用此方程分析了这种理想介质中的平面波的结构、传播及其偏振特性     

一维静态惯性场中的相对论

利用局部惯性系讨论了非惯性系中的光速。利用惯性系时间的均匀性，证明了非惯性系中因惯性场的存在而造成的时间非均匀性。利用狭义相对论导出了一维惯性场的度规函数，并将其用于匀可惯性场，获得了匀强惯性场的零世界线微分方程和光速函数。分析了匀强惯性场中的非欧几里德平面几何后的弯曲图象；通过积分求得了匀强惯性场的光锥曲线族方程，并在二维时空超平面上获得光锥图，从中看出了度规函数依赖于参照系选择的特征和超光速变换的不可能性。     

Numerical simulation of shock wave interaction with a deformable particle based on the pseudo arc-length method

In this paper, we combine the pseudo arc-length numerical method with the mathematical model of multiphase compressible flow for simulating the shock wave interaction with a deformable particle. Firstly, an arc-length parameter is introduced to weaken the discontinuous singularity of governing equations, and an efficient pseudo arc-length numerical method of multiphase compressible flow is proposed. Then the accuracy and adaptive moving mesh property of this algorithm are tested. Finally, the multiphase pseudo arc-length numerical method is applied to the problem of interaction between shock wave and the deformable particle. Through the flow flied change and data analysis of key points, it can be found the complex wave structures are presented after the interactions between the planar incident shock wave and the metal particle, and all these wave interactions lead to the movement and deformation of metal particle, and then the deformed particle will affect the transmitted shock wave back. According to the discussion, the deformation of particle and shock wave propagation in the particle are determined by the shock wave impedance of each medium and shock speed, so the interaction between shock wave and the deformable particle can be studied on the basis of physical properties of explosive mediums.     

时变电磁场的相对性

由狭义相对性原理可知:在洛仑兹变换的时空坐标中,电磁场量随观察者的参考系而变,但麦克斯韦方程组的形式相同。该文从法拉第电磁感应定律和基于麦克斯韦位移电流假说的安培定律出发,推导出了在无源自由空间中时变电磁场量对以低速相对运动的不同惯性系的相对关系式,并讨论了按该相对关系变换的时变电磁场基本方程的协变性。所得结论对于理解和应用时变电磁场基本方程具有重要的指导意义。     

低速流场中的声传播模拟

为了研究流噪声的产生机理,且考虑介质粘性和流场对声传播的影响,采用分解法对低速流场中的声传播进行数值模拟.基于非结构化网格,采用有限体积法对时域上低速流的声传播问题进行研究.把可压缩N-S方程分解成不可压N-S方程和声扰动方程,并采用SIMPLE算法来求解声扰动方程,吸收边界采用DRP(保持色散关系)无反射边界.对流场...     

黏弹性散体介质中波的传播和耗散

经典弹性固体理论不能准确地描述散体介质中波的传播和能耗规律。本文从黏弹性角度来分析松散岩土介质中波的相关规律，给出了三种黏弹性模型及基本构方程：Maxwell模型，Kelvin模型及标准线性固体模型，给出小变形条件下黏弹性介质中的波动方程，传播向量和衰减向量的复数形式表达式，以及纵波和横波的衰减系数复数形式表达式，认为波的衰减与频率有关，频率越高衰减程度越大，并实验验证了此结论。另外，黏弹性散体介质中波的能耗还与介质对高频波的吸收有关，以及颗粒间的相对滑动磨擦也会增加能量的耗损。     

研讨Maxwell关系

研讨了对于不同热力学体系的各种Maxwell关系式的共同特点，给出指定的热力学体系应有的Maxwell关系式个数的计算公式，提出如何正确快捷地写出不同热力学体系的各种Maxwell关系式的简捷方法。     

基于Morison方程分层积分计算悬浮隧道的波浪力

为了研究计算悬浮隧道波浪力随高度的变化规律,根据悬浮隧道的特点,结合Morison方程,提出沿悬浮隧道高度进行分层积分的方法来计算悬浮隧道水平波浪力和竖直波浪力,并将计算结果与采用传统的直接取用其水平轴线的波浪速度和加速度及相应的阻水面积来计算其波浪力（简称简化法）计算结果进行比较,同时研究悬浮隧道直径、放置深度、波浪周期等因素对两者计算差异的影响,最后还进一步用线性波和二阶Stokes非线性波计算理论分析讨论波浪周期对波浪力的影响.结果表明,所提出的分层积分法的计算值与简化法计算结果在隧道直径或高度在25 m以内、波浪周期大于9 s时,两者最大误差在3%左右,即简化法带来的误差一般可以忽略.而Stokes波浪理论计算的悬浮隧道波浪力要大于线性波浪理论值,当波浪周期大于12 s时,两者最大误差在3.9%左右,因此,对于平坦波有必要采用高阶Stokes波浪理论进行校核.