f(R)引力理论及其解的研究

首先介绍了f(R)引力理论的发展,然后引入了f(R)引力度规形式及引力场方程,重点分析了f(R)引力理论与标量—张量理论及其联系.最后我们推导了度规f(R)理论的局部解与宇宙解.     

非线性标量、矢量与旋量场方程的孤粒子解

本文假设存在真空标量、矢量与旋量场,并且假定一些标量、矢量与旋量粒子分别由它们的自耦合形成。按此想法,我们找到了非线性标量与矢量场方程的非拓扑性弧粒子解析解,还着重用数值法求解了十类非线性旋量场方程的弧粒子解,结果发现用旋量真空场的矢量与膺矢量或张量与膺张量耦合的混合来描述一些旋量粒子的构成较为理想。     

应用Udwadia-Kalaba理论对开普勒定律的研究

本文运用Udwadia-Kalaba理论对天体运动进行了研究(尤其针对开普勒定律和万有引力定律).我们用一种创新的方法表明天体的运行轨道可能是圆,椭圆,双曲线或抛物线.并且,在UdwadiaKalaba理论基础上,运用运行轨道约束(椭圆,圆环,双曲线或抛物线)以及角动量守恒约束核实了任何天体运动都遵从万有引力定律.基于Udwadia-Kalaba理论,我们首先考虑无约束离散动态系统,其运动方程可应用牛顿力学或拉格朗日力学以广义坐标形式写出.然后推导各类约束的二阶约束方程.最后将额外的广义力约束(从二阶约束方程获得)施加到无约束系统上.对多体系统使用此建模方法,我们总能推导出Udwadia-Kalaba方程的显式解析形式.Udwadia-Kalaba方程可用于解决完整或非完整约束问题以及理想或非理想约束问题.如果质量矩阵奇异,Udwadia-Kalaba方程也适用.     

一种标——张量引力理论的引力波辐射

本文通过一种单位变换导出了文献[4]提出的标—张量引力理论方案的另一种表述形式,由此得到的引力场张量方程和守恒律完全类似广义相对论的Einstein方程和守恒律;变换后的标量场视为“物质场”,在张量方程中起着一种“引力源”的作用。应用变换后的理论表述研究引力辐射问题,其结果是引力场的总辐射强度为引力张量场和引力标量场的辐射强度之和。求出了引力张量场和引力标量场的辐射强度公式,详细地讨论了双星的引力波辐射。     

Vaidya-Bonner时空中Dirac粒子和标量粒子的能级

用旋量零标架方法对Vaidya—Bonner时空中旋量粒子的Dirac方程分离变量，进而推导出Dirac粒子的能级方程；从Hamilton—Jacobin方程出发，通过广义Tortoise变换推导出该时空中标量粒子的能级方程；发现Dirac粒子和标量粒子在该时空中的能量分布不仅与粒子的静质量、自旋量子数、角量子数有关，而且与黑洞周围的时空结构及视界的变化率有关；但两类粒子的能级方程有明显区别．     

五维Brans-Dicke引力理论的宇宙膨胀

将Brans-Dicke(BD)引力理论扩展到五维Kaluza-Klein时空,在物质场和BD标量场是空间均匀分布的假设条件下,提出五维时空的Robertson-Walker度规,由五维BD标－张量引力场方程出发,导出宇宙动力学方程,建立以五维BD引力理论为基础的宇宙模型,求得标度因子为时间t的幂函数形式的宇宙膨胀解,对辐射为主和物质为主时期的[宇宙膨胀作出讨论。     

Anti-de Sitter时空中的标量粒子及标量场

首先给出AdS时空的度规,并构造出AdS时空背景下标量粒子和标量场的作用量.由最小作用量原理得到相应的欧拉方程并采用数值法求解方程,结果表明:自由点粒子在AdS时空背景下的运动轨迹为螺线管状,说明弯曲时空AdS对点粒子具有等效的向心力作用.采用渐近边界条件求解标量场方程,结果显示标量场的径向分布与其质量和空间维度有密切关系.     

解奇异无约束优化问题的改进张量法

给出一个解奇异无约束优化问题（极小点的Hessian矩阵奇异）的改进张量法。张量方法是标准牛顿模型方法的推广,它扩充目标函数的Taylor展式到四阶项,弥补了牛顿模型在极小点处的Hessian矩阵奇异时失去快速收敛性的缺陷。与标准张量法相比,本文主要的改进是,用梯度和二阶导数的差来替代函数与梯度差来构造张量模型。8个标准函数被奇异化后进行了数值试验,数值试验结果表明这个改进张量法是有效的。     

有中程力的旋转物质引力场及粒子的运动

本文从徐济仲提出的标量—张量引力场方程出发,在弱场的条件下,求得旋转物质的引力场,探讨中程力对引力场的贡献;并讨论有中程力的旋转物质引力场中粒子的运动。所得的结果表明,在一级近似下,中程力只影响试验粒子的径向加速度,而不影响Lense—Thirring进动角速度。     

各向同性张量及其在连续介质力学中的应用

本文从力学的基本原理出发推导了各向异性牛顿粘性流体的运动方程,在此基础上应用各向同性张量的概念导出了Navier—stokes方程及理想流体的Euler方程。一各向同性张量在欧氏空间,当坐标系作正交变换时其分量保持不变的张量称为各向同性张量。现在我们列举各向同性张量的例子。根据标量的解析定义:如果某物理量在坐标系x_i中有唯一的分量Φ(x_11,x_2,x_3),而在坐标系x_i中有唯一的分量Φ(x_1,x_2,x_3),在相应的点上Φ与Φ其数值相等,即:     

广义相对论效应下的Kerr场重力加速度

根据GR稳定场的Kerr度规,由引力场质点重力加速度的逆变分量推导Kerr场质点的重力加速度逆变分量的球坐标精确表示式.结果表明,Kerr场中质点的重力加速度不仅与场源的质量、单位质量的角动量及质点在场中的位置有关,而且与质点的速度有关,这正是GR效应在Kerr场中质点运动的反映.     

挠率与强引力

本文在Poincare规范引力框架中,考虑挠率在粒子内部产生的能-动张量贡献,导出一个强引力的模型。这个模型把挠率与强引力联系在一起,给强引力理论增加了新的物理内容。     

关于黎曼流形的1/4对称度量联络

本文在黎曼流形为紧致可定向的假设下,给出了关于黎曼联络和1/4对称度量联络的数量曲率之间关系的一个积分公式及其某些应用。同时研究了1/4对称度量联络的曲率张量、利齐张量和数量曲率的性质,给出 C.C.Hwang和 C.Y.Ma的一个定理的推广。     

基于积分方程正则化的重力异常超定问题解法

地球重力场的观测信息越来越丰富，求稳重力异常的超定模型将具有实用价值，据此给出了基于第一类Fredholm型积分方程离散型解法求解重力异常的超定模型，建立了地面重力、测高数据、重力梯度和垂线偏差求解重力异常的观测方程，并给出求解病态观测方程的正则化算法。     

重力梯度张量的拟BP神经网络反演

基于重力梯度张量是反映重力场空间变化率的参数,比传统的重力异常具有更高的分辨率和更丰富的信息,将改进的BP神经网络算法应用于重力梯度张量的反演中并分析其反演效果.该算法是一种基于RPROP算法的拟BP神经网络反演算法,采用三层神经网络结构,用隐层神经元表示物性单元的密度值,根据RPROP算法自动修改各单元密度值,从而得出场源空间的密度分布.研究结果表明:采用这种算法对重力梯度张量进行反演计算,收敛速度快,对初始模型依赖性小,可准确反映出异常体形态特征和密度特征.     

半对称度量联络的一些性质

讨论了黎曼流形上半对称度量联络与黎曼联络张量之间的关系,令半对称度量联络的特征张量和黎曼联络的度量张量成比例,则张量之间的关系简化,进而得到了一些新的性质。     

黎曼流形上度量的Ricci流的一个定理

利用Huisken的热流方法,推广了Hamilton的3维Ricci流的著名结果,证明了一个球面定理,如果黎曼曲率张量的模长和它的数量曲率分量U的模长的比接近于1,则M容许一个正的常曲率的度量。     

真空球对称引力场中测地线方程的Maple求法

用Maple软件求出了真空球对称引力场中粒子的运动学方程，文章中给出的Maple程序可以计算各种形式的引力场中的Christoffel记号、Riemann曲率张量、Ricci张量和曲率标量以及爱因斯坦张量，借助这些物理量可以研究引力场中粒子的行为、引力效应和空间的几何性质等．     

CM天体引力场中试验粒子测地线方程的后牛顿算法

从后牛顿展开形式的度规张量出发,采用后牛顿近似方法讨论了具有磁荷和磁矩(CM)天体引力场中试验粒子的测地线方程,当略去磁矩和磁荷部分的影响时,方程回到Schwarzschild场的测地线方程。这套方程对于研究试验粒子轨道的长期演变对星系演化的影响有重要意义。