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天体运行轨道的背景介质理论导引与自相似分形测度计算的分维微积分基础

通过讨论天体运行背景介质理论的连续轨道及离散轨道这二个研究方向的基础假设,介绍了天体运行轨道的具体方程形式及理论框架概要;进一步地通过讨论天体运行轨道Binet方程的一般形式及其行星近日点进动角的解,给出了连续轨道理论与Newton理论及Einstein广义相对论的联系与区别;通过讨论天体运行轨道的分维扩展方程,给出了包括太阳系行星、天王星卫星、地球卫星、绕月航天器等在内的离散轨道（稳定性轨道）方程及其预言数据.特别地,作为对天体在较为广泛区域作用曲线的初步探讨推论,指出仅由天体引力难以形成质量密度趋于无穷大的理想黑洞.通过讨论一般函数的分维导数的位置假设及幂函数的分维导数的形式假设,进一步明晰了幂函数的分维导数、分维微分及分维积分的具体方程形式,给出分维导数与分数阶导数的区别,随后讨论了基于一般分形测度的分维微积分形式定义导出的自相似分形的测度计算方程具体形式,给出了其与目前Hausdorff测度方法（覆盖方法）的区别,并对包括三分Cantor集合、Koch曲线、Sierpinski垫片及正交十字星形等自相似分形在内的测度进行了计算分析.     

GNSS船姿测量方法及对多波束测深精度的影响分析

GNSS船姿测量以其观测误差不随时间累积的特点得到了广泛研究和应用,本文基于三天线GNSS船姿测量方式,构建了波束脚印误差与姿态误差间的关系模型,设计仿真实验分析了基线长度对姿态误差的影响,以及不同水深环境下姿态误差与GNSS定位误差的关系。为突破传统RTK在测量距离上的限制,本文采用PPP、PPK、MBD (动态参考站差分)三种方法进行GNSS船姿计算,并通过海上实验与高精度惯性导航系统进行对比分析,结果表明使用MBD测姿结果要优于PPK和PPP模式,得到的航偏角、横摇角、纵摇角标准差均在0.1°左右,可满足通常情况下多波束测深对姿态精度的要求。     

基于连续帧间差分的抛弃式探头三维下沉运动处理方法研究

抛弃式探头由无人机装载,能够在较远目标区域和危险海域开展海洋水文环境剖面参数的测量。通过安装不同传感器,可以实现对温度、盐度的剖面测量,其深度的测量采用数学方法计算得到。针对双摄像机水箱实验获得的5个不同攻角实验结果,分析了常用的运动目标的检测方法,最终选择基于连续帧间差分法,确定探头的三维坐标位置,进而得到探头下沉运动的三维运动轨迹和速度曲线等信息。探头从水面释放后攻角在下沉过程中不断调整,改变运动姿态,同时伴随自身的旋转,抵消水平方向阻力作用,初始攻角产生的深度测量误差主要体现在加速过程,探头达到匀速运动后测量误差不变,在不考虑横流的情况下,探头最后以匀速垂直下落运动。     

非稳腔主动式直接获取纳秒近似无衍射贝塞尔绿光

通过对基于轴棱锥的贝塞尔谐振腔和贝塞尔-高斯谐振腔的研究,设计了一台腔内倍频Nd:YAG纳秒近似无衍射贝塞尔绿光激光器. 非稳激光器谐振腔由轴棱锥和凸面镜组成. 实验采用单灯脉冲抽运激光增益介质Nd:YAG晶体,倍频晶体选用KTP. 当抽运电压为350 V时,由主动式直接产生纳秒近似零阶贝塞尔绿光,其脉冲宽度为55.1 ns,波长为532 nm,线宽为0.8 nm,近似无衍射零阶贝塞尔绿光的中心光斑直径为192 μm. 利用Fresnel-Kirchhoff 衍射积分和Fox-Li迭代法,通过数值计算得出     

阶变折射率轴棱锥产生局域空心光束

提出利用折射率成阶跃性变化的轴棱锥产生局域空心光束(bottle beam).讨论了折射率沿径向成阶跃式减小或增加两种模型,从几何光学角度分析了它们产生bottle beam的原理,利用衍射积分理论数值模拟两种轴棱锥光传输的光场分布和不同距离处的二维光斑图,研究结果表明折射率沿径向阶跃减小的轴棱锥产生单个bottle beam,而折射率沿径向阶跃增加的轴棱锥产生具有周期再现的bottle beams.bottle beam在原子引导和囚禁、光学俘获及光镊等方面有广泛的应用, 因此本文的研究对bottle     

Improvement of the axial trapping effect using azimuthally polarised trapping beam

A dual optical tweezers system, which consists of a doughnut mode optical tweezer (DMOT) with the azimuthally polarised trapping beam and a solid mode optical tweezer (SMOT) with the Gauss trapping beam was constructed to compare the axial trapping effect of DMOT and SMOT. The long-distance axial trapping of ST68 microbubbles (MBs) achieved by DMOT was more stable than that of SMOT. Moreover the axial trapping force measured using the viscous drag method, was depended on the diameter of the particle, the laser power, and the numerical aperture (NA) of the objective lens. The measurement of the axial trapping force and the acquisition of CCD images of trapping effect confirmed that the DMOT showed excellent axial trapping ability than SMOT. A simple and effective method is developed to improve axial trapping effect using the azimuthally polarized beam as trapping beam. This is helpful for the long-distance manipulating of particles especially polarised biological objects in axial direction.     

甘肃北山地区南金山金矿床隐爆角砾岩体的发现及成矿规律研究

地质研究发现,南金山金矿区出露的下石炭统白山组上岩组的部分岩石为隐爆角砾岩,其中厚层-块状变花岗质砂砾岩为隐爆岩浆角砾岩,厚层-块状变凝灰质砂砾岩为隐爆凝灰角砾岩。隐爆角砾岩体呈近EW向带状分布,隐爆岩浆角砾岩分布于岩体中部,构成岩体的内带,隐爆凝灰角砾岩对称分布于岩体南北两侧,构成岩体的外带。经矿床地质研究,提出了新的认识,认为该矿床的形成受隐爆角砾岩体及隐爆断裂构造的控制,金矿体分布于隐爆角砾岩体外带的隐爆凝灰角砾岩及隐爆断裂中;提出了隐爆角砾岩体外带成矿、对称成矿和双层成矿等3条矿体分布规律。采用EH-4连续电导率成像仪进行了深部地球物理测量,测量结果验证了隐爆角砾岩体控矿及其成矿规律。     

摄动理论在腐蚀管线随机地震反应分析中的应用

埋地管线的腐蚀情况十分复杂,具有随机性的特点,从而导致其在地震激励下的反应必然具有随机性。本文在管线腐蚀离散状态模型和弹性地基梁原理的基础上,利用随机摄动理论推导给出了腐蚀管线在地震激励下位移和应力的解析表达式,并进行了均值和标准差的计算。实例分析中将该方法计算结果与Monte Carlo模拟方法计算结果进行了对比。结果表明,利用随机摄动方法可以快速、精确地求得腐蚀管线的随机地震反应。     

Analytical solutions for Euler–Bernoulli beam on visco‐elastic foundation subjected to moving load

Analytical solutions for the steady‐state response of an infinite beam resting on a visco‐elastic foundation and subjected to a concentrated load moving with a constant velocity are developed in this paper. The beam responses investigated are deflection, bending moment, shear force and contact pressure. The mechanical resistance of the foundation is modeled using two parameters k_s and t_s — k_s accounts for soil resistance due to compressive strains in the soil and t_s accounts for the resistance due to shear strains. Since this model represents the ground behavior more accurately than the Winkler spring model, the developed solutions produce beam responses that are closer to reality than those obtained using the existing solutions for Winkler model. The dynamic beam responses depend on the damping present in the system and on the velocity of the moving load. Based on the study, dynamic amplification curves are developed for beam deflection. Such amplification curves for deflection, bending moment, shear force and contact pressure can be developed for any beam‐foundation system and can be used in design. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.