三维麦克斯韦方程的对称分裂时域有限差分方法能量守恒性分析

考虑三维电导率为零的麦克斯韦方程的对称分裂时域有限差分(SS-FDTD)方法的能量守恒性.通过新的能量方法与差分算子δx,δy,δz,笔者首次给出了数值逼近格式SS-FDTD在离散的H1模下的能量守恒式,并证明了格式在离散的H1模下的守恒性.数值算例验证了格式解的能量守恒性.     

土壤水力侵蚀能量力学机理的理论分析

根据力学和物质与能量原理，对土壤水力侵蚀这一自然地理现象从哲学的高度进行分析，认为水动力作用是土壤水力侵蚀的根本原因；物质与能量守恒是土壤水力侵蚀的基本法则；侵蚀与沉积并存是土壤水力侵蚀的普遍规律。提出基于能量力学机理的3个土壤水力侵蚀的新理论，即侵蚀平衡理论、最大梯度理论和水流侵蚀力理论。指出按这种思想建立的数学模型能揭示土壤水力侵蚀的规律，因而具有重要的理论和应用价值。     

信号能量特性在时频分析授课中的应用

基于纯数学理论以及信号的能量守恒和能量有限性质,分别对瞬时频率和厄密算子两个知识点进行了论证.通过对比可以看出,使用能量特性的证明过程比纯数学理论的证明过程更加简单、直观,更能够反映该知识点的物理本质.根据历年的学生反馈,使用信号能量特性进行时频分析课程讲解,能够获得比较好的教学效果.     

Landau阻尼和能量守恒

Landau阻尼是线性Vlasov-Poisson方程所描述的无碰撞等离子体中静电振荡强度的衰减或增长.其物理本质在学术界至今一直存在争论,主流的观点认为Landau阻尼是波和粒子交换能量的结果.但是目前用来解释Landau阻尼的物理图像和线性Vlasov-Poisson方程是矛盾的,这是因为线性Vlasov-Poisson系统的动能是守恒的,电场的能量不能转化为动能.本文发展了和线性Vlasov-Poisson方程完全一致的能量关系,并证明这个能量关系在数学上就是Landau阻尼.这应该是Landau阻尼最准确的物理图像.     

能量守恒的悖论与辨析

对宇宙间最小的超微观物质粒子——单奇子的特性进行了分析,指出单奇子的虚、实两态性是造成物质粒子波粒二象性和量子纠缠现象的根本原因,单奇子的正、反、虚、实过度互变是时空对称性破缺的根源,单奇子实态向虚态的不同程度的转换则奠定了超光速运动的能量基础并揭示了信息态能量(即真空能)的物理实质。在对信息态能量开放的物质体系内,由于信息态能量的渗入,经典的能量守恒定律不再成立。任何提取真空能的物理过程最终都可归结为对单奇子的信息态能量的提取和利用,都是以产生信息态能量为前提的。只要采取措施,使单奇子的实态时间缩短、虚态时间延长,就可获得信息态效应能量——真空能。     

棒球运动中的物理学

爱因斯坦说过，上帝是不玩骰子的。但是，牛顿却与棒球有着不解之缘。因为牛顿的运动定律决定了球是会越过防守而成为一个本垒打，还是击球手会垂头丧气地走回护栏。在这个通常是由统计学所统治的领域里，喜欢棒球的研究人员们在美国华盛顿召开的美国科学进展协会年会（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅＡｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ’ｓ ａｎｎｕａｌ ｍｅｅｔｉｎｇ）上指出，棒球运动员完全可以闭上他们的眼睛来击球。 棒球运动自从产生以来，它的规则几乎没有改变过，所以它是所有运动中最容…     

SPB型泵自冷却分析

根据泵的结构原理，采用在泵体简化图上分块划分控制体积的方法，利用控制体积能量守恒定律，建立SPB泵各存油容腔内工作质温度的微分方程，并求解得出温度的时变规律，进而定量分析SPB泵的自冷却性能。     

赫姆霍兹的“论能量守恒”及其学术价值

本通过对赫姆霍兹的早期能量守恒研究工作的讨论，指出早在１８４２前后，赫姆霍兹就已基本形成了能量守恒的思想，“论能量守恒”一的问世，是他经过多年的思考和研究论证的结果。针对现代科学史界对赫姆霍兹在能量守恒建立过程中的作用所存在的分歧，本提出了自己的看法，并进一步指出“论能量守恒”不仅在物理学上具有很高理论价值，而且开创了一种新的有别于实验研究的方法；它的问世标志着理论物理作为一门分支学科的出现     

基于能量守恒的半解析半数值多裂缝扩展模拟方法

为研究水平井在进行水力压裂时的裂缝扩展机理，本文将无量纲近似解与能量守恒相结合，建立一种半解析半数值的多裂缝扩展模拟新方法，并开发高精度和高效率的裂缝扩展程序C5Frac。使用该方法分别针对单裂缝和多裂缝扩展进行模拟，并使用ILSA II进行对比验证，结果表明：单裂缝扩展时，模型计算得到的裂缝半径、缝口宽度和进液效率与参考解的误差均在1%以内；多裂缝扩展时，模型计算得到的裂缝半径、缝口宽度和缝内流量与ILSA II模型非常接近，裂缝总面积与ILSA II模型的误差保持在5%以内，且运算效率得到明显提高。该模拟方法可以在保证结果准确性的同时大大减少计算时间，可为多裂缝扩展数值模拟研究提供新思路。     

能量法在电缆故障定点中的应用研究

本文利用电磁场中能量法的基本原理，探讨用行波法定卢、电缆故障时，电缆相关参数及行波在电缆中能量传输等问题的计算方法。