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.     

液核地球极移和章动的联合动力学方程

以经典的液核地球自转动力学理论为基础,通过引入章动坐标系相对惯性空间的运动,建立了液核地球极移和章动的联合动力学方程。主要内容有：（1）顾及了高阶岁差章动力矩对地球自转的影响;（2）引入了摄动周期满足T≤2/3d和T≥2d的其他因素（大气、海洋和地表水分布变化等）对地球自转的影响;（3）建立了自转轴极移和任一天球参考轴极移和章动之间的理论关系;（4）建立了液核地球极移和章动的联合动力学方程,试图用统一的方法研究极移和章动。作者给出的理论公式可为动力大地测量学和天文地球动力学的研究提供理论参考和依据。     

液核地球CIP轴的极移和岁差章动

基于经典的液核地球自转动力学理论,通过引入章动参考系相对惯性空间的运动,建立了液核地球极移和章动的联合动力学方程,由此对CIP轴进行了理论定义,并给出了其极移、岁差和章动的动力学方程,在顾及到5阶岁差章动力矩的情况下,给出了岁差章动的解析表达式,通过推导发现,即使没有核幔边界的耗散耦合,奇数阶岁差章动力矩也使得黄经章动和交角章动出现了异向项,即黄经章动出现了cos项,交角章动出现了sin项,同时还证明了岁差表达式与地球模型无关,本的理论可为动力大地测量学和天地球动力学的研究提供理论参考和依据。     

盆池涡旋转方向和龙卷风的形成

采用流体运动与地球自转相结合,从整体系统研究流体必须遵循的动力学规律.结果表明,盆池涡旋转的方向是确定的:地球北半球出现的盆池涡旋转的方向为逆时针(俯视);而南半球出现的盆池涡旋转的方向为顺时针;在地球的赤道线上的盆池涡是不旋转的.并用流体旋转动力学模型对龙卷风形成强烈旋涡的机理进行了探讨,得到了明确的龙卷风旋转方向.     

动力分析与椭圆星系研究

对椭圆星系观测事实的解释经历了麦克劳林体、三轴椭球体及潮汐力作用下的旋转椭球体等不同模型的过程.这些模型的建立都是以力学分析为基础的.     

三轴椭球面的面积计算

得到了三轴椭球面面积的一些新的表示,并推知三轴椭球面的面积关于其三个半轴是对称的;作为特例还得到了两类旋转椭球面的面积;最后提出了当三轴椭球面接近于球面时其面积的一个相当准确的近似表达式。     

三轴椭球面的面积计算

得到了三轴椭球面面积的一些新的表示，并推知三轴椭球面的面积关于其三个半轴是对称的；作为特例还得到了两类旋转椭球面的面积，最后提出了当三轴椭面接近于球面时其面积的一个相当准确的近似表达式。     

弹性地球CIP轴的极移和岁差章动

基于经典的弹性地球自转动力学理论,通过引入章动参考系相对惯性空间的运动,建立了弹性地球极移和章动的联合动力学方程。由此对 CIP 轴进行了理论定义,并给出了其极移、岁差章动的动力学方程。在顾及到 5 阶引潮力矩的情况下,给出了 CIP 轴的岁差章动的解析表达式。理论研究表明,奇数阶岁差章动力矩使得黄经章动和交角章动出现了异向项（即黄经章动出现了 cos 项,交角章动出现了 sin 项）,同时也证明了岁差表达式与地球模型无关。得出的理论可为动力大地测量学和天文地球动力学的研究提供理论参考和依据。     

地球主惯性矩的精密确定及三轴分层地球自转动力学研究

该研究目标是利用重力场模型精确确定地球主惯性矩及其时变性,基于高精度地球主惯性矩建立三轴分层地球自转理论,更精确地描述地球自转状态,研究地球自转规律,特别是三轴分层地球自转及其对物质迁移的响应,揭示地球自转、物质迁移与全球变化、地球动力学事件和重大自然灾害的关联,为精化地球参考系、航天器高精度定位定向以及相关学科研究提供支持,揭示地球系统物质迁移动力学机理。根据任务计划安排及研究进展的实际情况,该年度取得的主要研究进展有:基于GRACE重力卫星观测数据,利用短弧长法成功解算出全球时变重力场模型(IGG-CAS系列模型),优于RL04模型,但比RL05略差;进一步完善了确定地球主惯性矩的理论模型,并利用重力场模型及时变重力场模型精确确定了地球主惯性矩及其时变性;建立了一组联合大气、海洋和陆地水模型(数据),显著改进了大气、海洋和陆地水对极移的激发作用;在地球极移激发中考虑了地球的频率依赖响应,计算结果表明,考虑了频率依赖响应和滞弹性之后可以更好地解释地球的极移激发。     

自由Poincaré行星模型的动力学分析

本文讨论了由一个刚性慢和一个液体核组成的行星的自转运动。得到了三组平衡解,并对其进行了详细的讨论。探讨了平衡解附近的运动,特别研究了两种极限情况。得到了由于液核的存在角动量轴趋向于形状轴的结论。分析表明行星核的大小及其动力学扁率决定了自由摆动的频率。     

地球内核的动力学理论及章动效应

 地球固体内核与其其余部分之间的引力和压力的耦合作用将引起一内力矩,内核通过这一力矩影响岩石圈相对惯性空间的定向.讨论了一个弹性无海洋、球形分层的内核地球章动理论,将内核的作用明确地反映在公式中.并依据Mathews et al的内核地球动力学理论,讨论了归一化章动振幅的Mathews形式和Wahr形式的应用;通过PREM地球模型检测了内核对章动振幅的影响,由此发现本文的结果与Mathews et al的结果存在一定的差异,但都在亚毫角秒量级上影响主要的圆章动项.     

陨星碰撞对地磁场的影响

在固体地球的假设下,从电子在转动参照系中的Newton运动方程出发,运用经典的电子气模型,指出了地球在自转发生变化时将产生惯性电流,从而影响地球磁矩.由此推论:地磁场有可能因短暂时间内地球自转角动量的变化而受到影响,而小行星、陨星等与地球的天体碰撞,对地磁场有着重大的直接影响,包括地磁场的反向.     

减阻流中聚合物的流体动力学行为研究

基于单参数的椭球－珠簧二元模型，分析了减阻流中聚合物分子的动力学行为，求解数值积分运动方程后，得到了聚合物分子的周期运动规律和剪切稀化现象．研究结果表明，由于聚合物分子的变形效应，其旋转频率随着剪切率的增大而减小，从而提高了流体的稳定性．该模型为减阻机理的研究提供了动力学分析基础．     

核反应堆堆心的地震响应分析

根据堆心的三维均匀化动力学模型,给出了分析堆心地震响应的基本方程和定解条件,采用有限元法进行离散和,并应用Ｗｌｓｏｎ－θ直接积分法编制了数值计算软件,给出了一个数值算例,计算了在地震加速度激励下,堆心内流体压力和管梁挠度的响应曲线。     

沉降梁回转机构的分析与仿真

介绍了转向架分离装置总体结构及沉降梁回转机构的工作原理,为了便于分析回转机构的运动特性和动力特性,对该回转机构进行了简化,给出了简化模型的方程和求解过程,对部分方程进行了基于Mathematica软件的仿真分析,结果表明该简化模型有利于直观的分析机构特性,为同类系统分析提供了一定的理论依据。     

损伤弹性梁的静力学行为分析

根据损伤连续介质力学理论,建立了计及剪切变形效应的具有损伤的线弹性梁的静、动力学行为分析的数学模型.在平面静态情况下,对问题进行了解耦,得到了挠度、转角和损伤分别满足的微分方程,并得到了通解.在不同的边界条件下,得到了挠度、转角和损伤的解析表达式.作为数值算例,给出了在均布载荷作用下的挠度、转角和损伤曲线,考察了损伤对梁的力学行为的影响.