Improving the accuracy of GRACE Earth’s gravitational field using the combination of different inclinations

In this paper, the GRACE Earth＇s gravitational field complete up to degree and order 120 is recovered based on the combination of different inclinations using the energy conservation principle. The results show that because different inclinations of satellite are sensitive to the geopotential coefficients with different degrees l and orders m, the design of GRACE exploiting 89° inclination can effectively improve the accuracy of geopotential zonal harmonic coefficients. However, it is less sensitive to the geopotential tesseral harmonic coef- ficients. Accordingly, the second group of GRACE exploiting lower inclination is required to determine high-accurately the geopotential tesseral harmonic coefficients and cover the shortage of the single group of GRACE exploiting 89° inclination. Two groups of GRACE individually exploiting 89° ＋ （82°-84°） inclinations are the optimal combination of the Earth＇s gravitational field recovery complete up to degree and order 120. In the degree 120, the joint accuracy of cumulative geoid height based on two groups of GRACE individually exoloiting 89° and 83° inclinations is averagely two times higher than the accuracy of a group of GRACE exploiting 89~ inclination.     

Simulation of the Earth''s gravitational field recovery from GRACE using the energy balance approach

Based on the measurement principles of GRACE satellites, the observation equations are set up using the energy balance approach. The Earth's gravitational field complete up to degree and order 120 is recovered applying the preconditioning conjugate gradient iterative approach by numerical simulation. Assuming an accuracy of 1 μms in range-rate measurements of the K-band microwave ranging system, the matching relationships of accuracies of K-band microwave ranging system, SuperSTAR Accelerometer, position vector and velocity vector measurements are investigated.     

旋转物质二次引力场中粒子的运动

从二次引力场方程出发，在弱场条件下，给出了旋转物质的引力场，继而探讨粒子在旋转物质二次引力场中的运动。所得结果表明，二次引力场中Yukaws型力既影响实验粒子的径向加速度，又影响Lense-Thiming进动角速度。     

关于引力场中光速的研究

研究了固有时间与坐标时间、固有距离与空间坐标变化的关系，找到了静态弯曲时空中光速的一般计算公式，其特殊情形即是引力场中的光速变慢，并举例说明结果的应用．     

推广最小光程原理并重新计算光在太阳表面的引力偏折

推广了最小光程原理. 假定如果选取全局时间对准的坐标系, 即度规场满足 g₀i=0, 则光的真实路径使坐标时差取极小值. 据此重新得到光经过太阳表面的 引力偏折角α=4GM/r=1.75″, 与假定光沿测地线运动导出的结论相同. 这实质上是在广义 相对论条件下, 对不存在超光速粒子的有力支持. 此外, 还提供了一种计算光传播路径的方 法.     

重力式油气分离器内聚结元件分离流场的数值模拟

应用标准к-ε模型和多相混合模型,对重力式油气分离器内聚结元件分离流场进行了数值模拟,通过比较含有竖向平行板、蛇形相向、相背平行板和田字板4种不同聚结元件的分离器内部流场中速度矢量和各相体积分数分布,得到了不同构件的聚结特性.结果表明,聚结元件具有稳定流场,抑制涡流,对液滴进行有效聚结的优点,其中田字型板聚结元件效果最优,蛇形相向平行聚结板次之,而竖向平行板聚结元件的聚结效果最差.为分离器的设计提供了参考依据.     

有挠引力场之能动张量密度及自旋密度的再研究

在有挠情况下对引力场的能动张量密度及自旋密度进行了再研究，肯定了定义Ｔ（Ｇ）μｉｄｅｆδＬＧ／δｈｉμ及Ｃ（Ｇ）μｉｊｄｅｆ－２δＬＧ／δΓｉｊμ的合理性，导出了引力波虽存在但不携带能量、动量及自旋的结论．     

有限重力场中理想Fermi气体的弱简并特性

研究有限重力场中弱简并理想费米气体的热力学性质.采用Thomas-Fermi半经典近似方法,从有限重力场中理想费米气体的状态密度出发,给出系统的化学势、内能和压强解析表达式,分析重力场对弱简并理想费米气体热力学性质的影响.结果表明,有限重力场的存在使弱简并理想费米气体热力学量出现一个附加的修正项.     

地球自转对地球重力场时变特征影响的理论研究

 精密和详细测定地球重力场及其时间变化,是目前卫星重力测量的主要课题.地极移动和日长变化导致地球引力位系数产生时变特性并引起重力的摄动.根据理论力学的基本概念,详细推导了由于地球自转引起的地球引力位系数变化、重力摄动和垂线偏差的表达式,并定量地研究了极移和日长变化对测站重力观测值的影响.同时基于EGM96地球引力位模型,给出了地球引力位系数C₂¹和S₂¹的理论公式.研究表明在高精度的空间大地测量中要顾及到地球自转变化引起的一系列效应.     

宇宙加速膨胀的修正引力理论解释

采用Palatini变分,由爱因斯坦-希尔伯特作用量得到新的引力场方程,将新方程应用于宇宙学,得到新的弗里德曼方程,并进行数值求解.在德西特背景下,对新的场方程进行弱场近似,并对宇宙解的稳定性进行分析.     

超子耦合参数对前身中子星引力红移的影响

利用相对论平均场理论,考虑重子八重态{n,p,Λ,Σ-,Σ0,+,Ξ-,Ξ0}, 研究了超子耦合参数对前身中子星引力红移的影响. 研究发现：作为中心能量密度函数的引力红移随中心能量密度的增大而增大,并且它对超子耦合参数较敏感.对于不考虑超子的情形,引力红移最大.同时作为质量函数的引力红移对超子耦合参数也较敏感;我们的计算结果间接地被证明与天文观测相符. 研究还发现,作为M/R函数的引力红移对超子耦合参数不敏感.     

近300年来的地磁场总能量在地球内部的分布及长期变化

 采用Bloxham J. &; Jackson A.模型(BJ)和国际地磁参考场模型(IGRF)从理论上计算并分析了1690年以来地磁场能量在地球内部的分布及长期变化.结果表明,BJ模型和IGRF模型在相同时段内的总能量变化趋势是基本吻合的.近300a来,地核以外和地表以外地磁场总能量变化的总趋势是持续衰减的,但是地表以外的能量衰减速度比地核以外要快约2.5倍.地磁场总能量随谐波阶数n的变化关系中,各年代n=1～8阶的能量变化相对稳定.磁能密度在地球内部的分布是不均匀的.     

对广义相对论两个基本原理的讨论

对广义相对论的等效原理和广义相对性原理进行了简要的讨论     

不同倾斜角新型板式换热器特性及场协同原理分析

通过三维CFD数值模拟软件ANSYS-CFX模拟分析一种新型波纹板式换热器——复合人字形板式换热器,分析其倾斜角β为20°～70°的传热和阻力特性,并对不同倾斜角的复合人字形板片进行场协同理论分析。数值计算结果表明:在β=60°时复合人字形板式换热器比普通人字形板式换热器的摩擦阻力系数低8%左右,综合性能提高25%左右;β=20°时速度场、温度场和压力场协同最好。     

用叠加原理求解无限长均匀带电圆柱面产生的场强

根据叠加原理。求出了均匀带电圆柱面在空间任一点产生的场强。并指出带电圆柱面表面的电场强度有跃变．     

引力场能动张量定义的历史争论及重新研究

引力场的能动张量是引力理论中一个极为重要的物理量。八十多年前Ｌｅｖｉ－Ｃｉｖｉｔａ等人同爱因斯坦曾就这个量的定义及守恒律展开过一次重大争论。后来虽然爱因斯坦的观点占了上风,但其定义的引力场能动张量,由于缺管协变性,成了至今尚未完满解决的“老大难”问题。文章对这场争论的前因后果和双方的观点进行了较详细叙述;且结合作者自己的研究对这场争论作了新的评论;并介绍了作者重新研究的成果,特别是引力波不传播能量     

电磁场对不同参考系相对性的实例分析

通过对一个具体例子的分析,说明电场和磁场的相互关联性.即同一场源在不同的参考系中观测,所得的电场或磁场具有不同的性质;而当参考系变换时它们可以相互转化.     

长直椭柱导体表面静电场的数值计算

依据最低能量原理,将椭柱导体表面的电荷离散成有限电荷微元,通过电荷微元的坐标轮动,寻求体系的最低能量位形,得到了体系达到静电平衡时的电荷密度分布,进而依据高斯定理描述了导体表面的电场分布。     

不同颜色视野范围比较初探

视野是单眼固定注视正前方所能看到的空间范围,此范围又称为周边视力。不同颜色视野的大小,不仅与面部结构有关,更主要的是取决于不同感光细胞在视网膜上的分布。利用视野计对眼的白色、红色、蓝色、绿色视野进行测定比较,结果表明:白色视野最大,其次为蓝色视野和红色视野,绿色视野最小;在相同条件下,不同视力眼能看到的视野范围是不同的,视力越好,视野范围越大。     

不同韧性材料扩展裂纹尖端GH奇异场(英文)

用云纹法和光学空间滤波技术测量了双边裂纹单向拉伸的４种不同硬化指数铝 试件扩展裂纹尖端三维位移场；分析了位移奇异性；与ＧＨ理论解进行了比较。给出了 Ｉ型、平面应力、幂硬化材料扩展裂纹尖端奇异场比较的形式。证明和确定了试验的 ＧＨ奇异场主导区的存在及其范围和形状。ＧＨ主导区的尺寸和形状与材料特性、试件 几何尺寸和外载形式有关。在ＧＨ场内裂纹尖端附近有三维变形损伤区，该区内不是ＧＨ 奇异性．紧靠裂纹尖端有一个断裂过程区。随着外载荷增加将随机地出现孔洞并导致裂 纹扩展。