核、幔非均匀膨胀过程中的地核超速自转

在引力常数减小、地球膨胀过程中,核、幔是地球密度结构分布明显不同的两个区域,这说明地球密度结构膨胀是非均匀的或地球惯量膨胀是非均匀的,与地球惯量的理想膨胀状态不同步.以地核实际密度作地球半径的推算表明,地球半径从5329 km~6371 km的膨胀过程中,地核半径及惯量在地球半径膨胀前后变化不大,而地幔半径增加很快,质量收缩在地核中,并不随地幔半径的迅速增长而同步增长.由转动能守恒知,核、幔较膨胀前将进入减速运行状态;又由于地核膨胀前后惯量变化不大,因而其自转速度变化不大.这样,相对于地幔自转的减速,此时的地核处于超速自转状态.而核、幔间熔融的非刚性连接界面是核、幔转差存在的基础,也由于地核自转动能在核-幔边界的释放,进一步维系了其界面的熔融状态.同时,地核也通过此界面向地幔释放自转动能以减小核、幔速差,逐步实现核、幔的同步运行.文中对地球密度结构与地球历史演化过程的相关性也作了推论,并对地球物理量计算过程中出现的压强、质量反常段作了分析,探讨了其反常的原因及对地球结构、运行的影响.以核、幔的非均匀膨胀,建立了地核超速自转的形成机制.     

引力常数变化的地、月系统证据分析及天体膨胀和光谱的非宇宙学红移

依据基本的天体运动学定律,利用地、月轨道变化的生物钟数据及相关资料,经分析、推理,建立起了一个引力常数变化的模型.用此模型对地球、太阳系结构演化,以及光谱的非宇宙学红移进行了分析.并计算了地球、太阳系结构演化过程中的相关物理量;计算了木星相应年代的相关物理量.运用本模型,证明了引力常数减小既产生宇宙的膨胀运动,也产生了光谱的非宇宙学红移和宇宙学红移,光谱的实际红移是这2种红移综合作用的结果.解释了类星体现象.计算结果与实际观测所作对比表明,此模型与实际观测是基本相符的,确定了此模型的合理性.本文通过引力常数减小对天体运动所产生的重要作用,从一个新的角度论证了宇宙的结构和演化,以及宇宙结构的收敛性.     

地震机理研究

将地震研究置于地球物理构架中进行定位和分析,提出并论证了产生地震的动力问题,以及地震生成的地壳结构、深部原因及地球结构能的作用.以引力常数减小、天体膨胀为基础,以地震资料为依据,建立了一个新的地震模型,经与地震发生的实际情况对比分析表明,此模型是合理的.     

古沉积、相关物理演化与地球膨胀的一致性研究

本文在地球膨胀的基础上,将地球结构和能量的演化,与自寒武纪以来古沉积、相关物理演化过程及地球演化的总体趋势,造山运动及火山作用等方面相结合,论证了古沉积及相关物理量演化与地球膨胀的一致性,并提出和探讨了古沉积及相关物理演化的理论模型.     

地磁场漂移机理

 地磁场漂移不是孤立的,而与地球发电机制密切相关,是地球发电机制中的一个组成环节.笔者用《地球电磁场系统构成和运行机制》一文所建立的地电荷发电机制,对地磁场漂移运动进行了分析.从地磁场、地球运动对地电荷运行的微观与宏观作用,及其各物理量之间的相关性,对地磁场的漂移机理作了探讨,是对地球电磁场系统构成和运行机制的进一步阐释.由此构建了由地球运行、地电荷、地电流、地磁场、地电场、地内电磁感应电流、空间电场构成的地球发电机制,及其正交系统;探讨了地磁场西漂及漂移的物理意义.     

一维实空间坐标下聚乙炔的电子结构性质研究

利用Kronig-Penny方势阱模型,通过求解实空间坐标下的薛定谔方程,对聚乙炔的电子结构性质进行了研究,给出了其在基态及各种激发态的能带结构、电子波函数、态密度等物理量,使得导电高分子聚合物的各种非线性元激发态的物理图像更明确、直观.     

低循环倍率锅炉数学模型及其动态特性模拟研究

本文对低循环倍率锅炉建立了完整的数学模型。该模型是以物理过程分析为基础,其参数都是物理量,这些物理量来源于设计数据。本文也提供了模型开环暂态响应资料。在模型的动态分析中指出了锅炉蒸发区会产生振荡现象及其原因。本文为锅炉机组及其控制系统的分析和设计提供依据。     

基于实验参数修正的粉末金属压制过程数学模型

粉末成形计算机仿真的难点是建立数学模型。针对铁粉材料,首先推导出材料模型的本源式,并在此基础上,通过实验确定较为准确的泊松比与材料相对密度的关系式,建立了一种新的描述粉末金属压制过程的数学模型,用于描述材料加工时的力学性能变化,数值模拟与物理仿真的结果对比证明：与其他模型相比,新模型形式简单,精度较高,并且与材料相关。可以很好地描述铁粉压制变形行为。同时,该方法也可供类似材料的建模借鉴。     

铁磁构件释放巴克豪森噪讯数学模型的研究

研究了铁磁构件在磁场作用下受力释放的巴克豪森噪讯，依据巴克豪森噪讯释放随磁场和应力变化的物理模型，通过多项式回归分析的数学方法，建立了可以自洽解说的巴克豪森噪讯数学模型和机理模型，给出巴克豪森噪讯释放与磁场、应力及磁场应力耦合的二次关系方程式，理论与实验曲线实现了很好的吻合。该模型的建立为实际工程检测中的定性分析和定量标定奠定了很好的基础。     

基于变磁力单元的磁力控制方法及数值研究

为提高永磁吸附式管外壁爬行机器人运行过程中的吸附力稳定性,解决吸附能力与运动灵活性之间的矛盾,对变磁力吸附单元结构进行了研究.通过建立变磁力吸附单元有限元模型,并分析圆柱磁体的旋转角度和衔铁气隙距离对磁吸附力的影响,应用MATLAB软件拟合出磁力控制函数的数学模型.运用此数学模型控制伺服电机,使任意气隙间距下都反馈出相应的伺服电机旋转角度,进而控制磁吸附力大小,保证机器人爬行过程中磁吸附力的稳定.通过测量实验,表明此磁力控制方法可行有效.     

基于ICA的重力固体潮信号的潮汐谐波提取

鉴于传统重力固体潮信号分析方法不能将重力固体潮信号所含谐波分量分解到与不同天体潮汐谐波系一致对应的缺点,根据重力固体潮的产生机理,提出了一种重力固体潮三维正交分解模型.三维正交分解模型中将重力固体潮分解为3个与不同天体潮汐效应相一致的正交信号分量.为了获得3个相互正交的信号分量,采用独立分量分析(ICA)方法处理重力固体潮信号.同时,以负熵作为目标函数,以粒子群优化算法(PSO)作为优化函数来获得更优的解混矩阵.通过实验分析及实验验证可知,此文算法可以将重力固体潮信号正交分解为与三维正交分解模型一致的信号分量,并且各分量所含频谱信息具有与重力固体潮信号中各谐波系理论值相对应的特点,实现了从产生机理上将重力固体潮信号所含谐波分量对应分解到各谐波系中的功能.     

Experimental investigation of geologically produced antineutrinos with KamLAND

The detection of electron antineutrinos produced by natural radioactivity in the Earth could yield important geophysical information. The Kamioka liquid scintillator antineutrino detector (KamLAND) has the sensitivity to detect electron antineutrinos produced by the decay of 238U and 232Th within the Earth. Earth composition models suggest that the radiogenic power from these isotope decays is 16 TW, approximately half of the total measured heat dissipation rate from the Earth. Here we present results from a search for geoneutrinos with KamLAND. Assuming a Th/U mass concentration ratio of 3.9, the 90 per cent confidence interval for the total number of geoneutrinos detected is 4.5 to 54.2. This result is consistent with the central value of 19 predicted by geophysical models. Although our present data have limited statistical power, they nevertheless provide by direct means an upper limit (60 TW) for the radiogenic power of U and Th in the Earth, a quantity that is currently poorly constrained.     

三维地球模型数据库及可视化系统

三维地球模型数据库及可视化系统是一套运用数据库及数据可视化技术实现地球物理数据管理和数据成图的应用软件。它成功地采用了Delphi,IDL，Surfer和Microsoft Access等多种开发工具，并将它们无缝集成在一起，最大限度地利用各种开发工具的特长，包括跨越不同开发平台的软件代码重用，从而提高了应用软件的开发效率和水平。通过Surfer提供的COM对象来实现二维可视化，达到了程序控制自动绘图和批量绘图的目的，并利用IDL开发平台为用户提供了一个真实的三维地球模型操作环境。开发和利用这一系统对于进一步提高地球物理数据分析和处理的效率具有重要意义。     

地球内部的微重力构造圈层

首先依据地球内部温度和密度不均匀分布数据，用计算机计算它的电离状态，得到非等温分层电离状态的电荷分布曲线；其次从地球内部存在的流体压力与两类体积力：重力和静电力的平衡方程讨论中，发现在某一等温层内可能存在微重力构造圈，其厚度约为１０００ｋｍ左右；最后在地学研究向整体化和深部化发展趋势下，预期这个结果将有助于理解地球深部发生的各种物理过程且与地震Ｓ波在核－幔之间层中消失观测事实相一致．     

The Earth as a planet

A comparison of the Earth with the Moon and other planets can help considerably in the solving of geophysical problems. Professor Cook deals with some of these problems in this article, which is a summary of the inaugural lecture he gave as professor of geophysics at Edinburgh on January 15.     

液核地球各种轴系的表述

 之前的整体地球自转动力学理论的局限性之一,就是在数学上不能明确表述地球的各种几何轴和物理轴(Tisserand轴、自转轴、瞬时形状轴、角动量轴、CEP和CIP轴等).基于经典的液核地球自转动力学理论,建立了极移和‘章动'的联合动力学方程.由此给出了液核地球各种几何轴和物理轴的极移、岁差章动的动力学方程,明确了各种轴的定义及其之间的理论关系.     

Significance of a highly refractory source during subduction initiation to form the Izu-Bonin-Mariana Arc

The ascendent theory that unifies the Earth Sciences is Plate Tectonics,a regime which is unique to Earth.Other convectively active,solid silicate bodies of our...     

"数字地球"时代的我国西部可持续发展

“数字地球”作为新世纪信息时代的新目标和制高点,必将在西部大开发战略的实施过程中起到至关重要的作用。从“数字地球”的基本概念出发,应用“数字地球”的理论和技术,阐述了“数字地球”技术对西部大开发的战略意义和应用方向,为我国西部地区的可持续发展提供了新的思路和技术方法。     

地球动力学扁率值对章动计算的影响

随着计算精度的提高，理论章动的计算中必须考虑地球动力学扁率数值选取的因素，探讨了地球动力学扁率值对刚体地球章动振幅和非刚体地球章动转换函数的影响，在刚体地球章动振幅的计算中，地球动力学扁率起着尺度因子的作用，更改善刚体地球章动的计算，需要更改黄经总岁差的数值。非刚体地球章动转换函数中所采用的简正模频率和常数都直接或间接地依赖地球动力学扁率值，它们对最后章动振幅的影响远远大于微角秒量级。在建立非刚体地球章动理论中，一个一致的自洽的地球动力学扁率值将能为地球章动序列的改善作出贡献。     

GEOSS条件下固体地球灾害的广义遥感监测

地质灾害、地震灾害与矿山灾害是中国的主要固体地球灾害,地壳运动变化与岩石受力灾变是固体地球灾害发生的根源。通过分析岩石受力灾变辐射异常实验研究及固体地球灾害遥感监测实践研究的国内外现状,提出了综合多种电磁与非电磁手段,构建全方位、多层次的卫星-航空-地表-地下四位一体、立体协同的广义遥感监测体系。论述了突破经典遥感信息融合的局限,从时间、空间和物理尺度研究和挖掘广义遥感信息中多种物理量之间及岩石灾变前兆之间的内在机理与关联规律的必要性。为提高固体地球灾害前兆识别的可行性与可靠性,分析了在GEOSS条件下构建固体地球灾害广义遥感监测体系的有利契机和若干前沿问题,包括广义遥感信息融合理论、固体地球灾害前兆识别模型等。