球谐分析及合成并行计算

本文介绍了球谐合成和分析问题的数值计算原理,研究分析了其内在的并行性,提出了区域划分和聚合通信的并行计算策略。基于傅立叶变换技术,应用MPI(消息传递接口)并行编程模式,实现了球谐分析及合成计算的并行化。实验结果表明,较之串行实现,并行实现大大缩短了计算时间,获得了近似线形加速比,取得很高的并行效率。     

引力和垂线偏差的非奇异公式

基于$\frac{{{{\bar{P}}}_{nm}}\left( \cos \theta \right)}{\sin \theta }\left( m>0 \right)$的非奇异递推公式,给出了基于球坐标的引力矢量和垂线偏差非奇异计算公式;针对极点λ可任意取值引起的地方指北坐标系方向的不确定性问题,证明了引力矢量在转换到地心直角坐标系后不随λ的变化而变化,即与λ的取值无关。最终的数值计算结果表明,直角坐标系下的非奇异计算公式与本文提出的球坐标下的非奇异计算公式所得计算结果绝对值差异小于10-16m/s2,证明了该非奇异公式的正确性。最后总结了所有引力位球函数一阶导、二阶导非奇异性计算的一般思路。     

在地磁学与地球重力学中的球谐分析

球谐分析在地磁学与地球重力学中得到广泛的应用.由于地球磁场与地球引力场的不同,球谐表述有所不同.地磁场的高斯分析（球谐分析）的结果表明,地磁场没有单极子,而引力场有,地磁场有内外源场之分,而地球引力场只有内源场,地磁场的球谐级数收敛快,地磁场高斯级数所用的蒂合勒让德函数是Schmidt半标准化的,而地球引力场中用的是全标准化的,地磁场的高斯系数随时间变化快,每5年产生一个IGRF（国际地磁参考场）, 而引力场的变化是与地质变化有关,相对于地磁场来说,是缓慢的. 地磁场的高斯分析还存在一个唯一性问题.     

卫星测高混合边值问题的球谐级数解法

研究了球界面下卫星测高问题的解法,利用有限逼近方法得到了下列结论：若陆地部分是球冠,则卫星测高问题的解可以转换成关于球谐级数位系数的线性方程组,并且位系数的阶和次是以分离形式出现的,从而确保该解法具有实用意义. 利用重力场360阶模型进行模拟计算的结果表明：该解法得到的位系数的相对精度达到了10－１１. 同时证明了常用的Stokes问题、Dirichlet问题、Neumann问题可以看成卫星测高问题的特殊情况.     

岩浆不混溶对岩石成分和结构的控制———川西乡城地区玻镁安山岩成岩特征探讨

川西乡城地区的球颗状玻镁安山岩是一种玻璃质、含辉石斑晶、具淬火结构的中性熔岩．它相对富硅富镁、贫钛贫磷，产于三叠纪川西义敦岛弧早期火山活动阶段．外观最醒目特征是具有球颗构造，从化学成分和岩浆性质分析，球颗构造是成岩过程中岩浆不混溶的直接产物．不混溶对岩石成分和结构起着控制作用；岩石中球颗相富硅碱，以玻璃质结构为主，而基质相富铁镁，以微晶结构为主．成岩时化学成分随岩浆不混溶发生相对分离，该岩浆属于一种低程度不混溶．结构差异是两相中矿物结晶能力不同的结果     

基于能量耗散的球孔扩张理论解答

以空间准滑动面（SMP）准则为基础,推导了扩底桩扩孔压力的理论解。从能量耗散的角度分析球孔扩张的全过程,利用应力不变量推导了符合球孔扩张的屈服准则;化简微分方程得到了弹塑性区应力表达式,进而求出位移、应变表达式;分别利用体积守恒和能量守恒性推导出扩孔压力的表达式。该法考虑了塑性区弹性变形,并得到了扩孔压力p、塑性区半径R与扩孔半径a的关系。算例分析表明,该方法计算的扩孔压力与现场试验得出的结果较好地吻合,塑性区半径和扩孔压力均随扩孔半径的增加而增大,但增幅逐渐减小而趋于稳定值,剪胀角对塑性区半径和扩孔压力影响显著,随着剪胀角的增加,塑性区半径和扩孔压力明显增加。     

日球边界射电辐射的研究进展

日球边界射电辐射是太阳系最强的射电辐射现象,辐射功率至少达1013 W,能够提供日球边界附近高能电子束和背景磁等离子体结构的重要物理信息.自1983年旅行者号卫星首次探测到日球边界射电辐射后,其便受到研究者们的广泛持续关注.日球边界射电辐射大致有两类:辐射频率相对较高的瞬时辐射或称漂移辐射以及辐射频率相对较低的持续辐射或称非漂移辐射.通常两类辐射都从大约2 kHz开始,漂移辐射具有向高频率漂移的特征,频漂率约为1–3 kHz/yr,频率范围1.8–3.6 kHz,持续时间较短大致100–300 d;非漂移辐射没有明显的频率漂移,频率范围1.8–2.6 kHz,持续时间较长大致3 yr.目前普遍认为日球边界射电辐射与激波有关.介绍了该射电辐射可能的辐射产生源区、辐射物理机制以及与辐射相关的激波来源,并且讨论了尚存在的科学问题以及展望了未来可以进一步开展的研究.     

从数字月球到元月球

随着数字月球的建立与完善以及计算机与图像视觉高新技术的快速发展,以大量遥感影像数据为基础的月球科学研究进一步走向深入,为满足月球自形成演化至今的动态模拟和人类月球生存生产的场景体验需求,建设元月球成为了月球科学研究中一项至关重要的任务。本文以数字月球为基础,利用数字孪生、扩展现实等技术,结合元月球自身特点和发展优势,分析数字孪生、虚拟原生和虚实融生三个元月球发展阶段的需求和目标,设计元月球的创造原则、运行规则、组织架构和服务模式,针对认可程度较高的月球各阶段演化模型和未来生存生产活动,构建了元月球的体系框架,为月球科学研究提供新视角。     

相对论多方球的稳定性

本文从理论的角度，讨论了静态相对论多方球的稳定性问题，给出稳定性对球体物质的绝热指数的依赖关系．