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不同摄动力对低中高轨航天器轨道的影响分析

通过两行根数获取轨道初值,以数值积分方法进行轨道预报,比较不同航天器的主要摄动力影响,并按航天器的轨道类型进行总结与分析。结果表明,地球非球形引力是产生位移偏量最大的摄动力,大气阻力和三体引力摄动与轨道高度有明显联系,太阳光压摄动力具有与航天器运行周期一致的周期特征。     

一维大变形主、次固结耦合新模型

针对传统一维大变形固结理论不能考虑土体次固结变形的缺点,在连续介质力学有限变形理论和土力学固结理论基础上,提出了全新的一维大变形主、次固结耦合模型。该模型采用超静孔压为控制变量,可以分别表述为欧拉坐标、拉格朗日坐标和固相体积坐标等三种形式,其中均可以显式地反映出土体重度变化、固相速度、地表沉降速度、地下水位变化、荷载变化和次固结等6个因素的影响。在不同简化条件下,新模型可以分别退化为以往学者提出的相关模型。当不考虑次固结效应时,新模型与经典的Gibson大变形固结模型完全等价。从便于工程应用的角度而言,新模型中仅考虑次固结和外荷载变化的退化形式更便于求解,可作为一种供参考的实用模型。     

Density estimation of two-phase flow with multiscale and randomly perturbed data

In this paper, we describe an efficient approach for quantifying uncertainty in two-phase flow applications due to perturbations of the permeability in a multiscale heterogeneous porous medium. The method is based on the application of the multiscale finite element method within the framework of Monte Carlo simulation and an efficient preprocessing construction of the multiscale basis functions. The quantities of interest for our applications are the Darcy velocity and breakthrough time and we quantify their uncertainty by constructing the respective cumulative distribution functions. For the Darcy velocity we use the multiscale finite element method, but due to lack of conservation, we apply the multiscale finite volume element method as an alternative for use with the two-phase flow problem. We provide a number of numerical examples to illustrate the performance of the method.     

Blasius方程中临界值的分析估计

证明了流体力学边界层理论中著名的Blasius方程的一个新性质,它在二维平板流的研究中具有重要的作用,由此建立它的积分形式,并给出方程中的临界值βc的分析估计。     

医用CT仪上基于衰减的曝光量和峰值电压自动控制基本等式

为了给患者以最少的辐射剂量而不影响诊断,现行医用CT仪都有基于噪声指标的自动曝光量控制。峰值电压对于图像质量和辐射剂量影响都很大,因此自动峰值电压控制很重要。本文从图像质量和辐射剂量优化的第一原理出发,给出基于衰减的曝光量和峰值电压同时自动控制的一般等式。此等式可用于单独曝光量自动控制或者单独峰值电压自动控制。对于单独暴光量自动控制,此等式要求对患者体厚度毎增加一厘米,曝光量要增加3.8%。对于单独峰值电压自动控制,此等式要求对患者体厚度每增加一厘米,峰值电压要平均增加1.53%。如果患者体厚度是常数,此等式要求平均百分比曝光量增加是百分比峰值电压减少的2.49倍。这些等式应该可以在现行医用CT仪上用于曝光量和峰值电压的自动控制。      

等效水力隙宽和水力梯度对岩体裂隙网络非线性渗流特性的影响

等效水力隙宽和水力梯度是影响岩体裂隙网络渗流特性的重要因素。制作裂隙网络试验模型,建立高精度渗流试验系统;求解纳维-斯托克斯方程,模拟流体在裂隙网络内的流动状态,研究等效水力隙宽和水力梯度对非线性渗流特性的影响。结果表明,当水力梯度较小时,等效渗透系数保持恒定的常数,流体流动属于达西流动区域,流量与压力具有线性关系,可采用立方定律计算流体流动;当水力梯度较大时,等效渗透系数随着水力梯度的增加而急剧减少,流体流动进入强惯性效应流动区域,流量与压力具有强烈的非线性关系,可采用Forchheimer方程计算流体流动。随着等效水力隙宽的增加,区别线性和非线性流动区域的临界水力梯度呈幂函数关系递减。当水力梯度小于临界水力梯度时,控制方程可选立方定律;当水力梯度大于临界水力梯度时,控制方程可选Forchheimer方程,其参数A和B可根据经验公式计算得到。其研究结果可为临界水力梯度的确定及流体流动控制方程的选取提供借鉴意义。     

TTI介质qP波逆时偏移中伪横波噪声压制方法

在对地下复杂构造介质,特别是盐丘侧翼及岩下区域进行成像时,相对于传统的各向同性逆时偏移和VTI逆时偏移,具有倾斜对称轴的TTI逆时偏移成像效果最优.不仅反射同相轴更加的连续,而且能量得到了更好的聚焦.传统的各向异性介质全弹性波RTM的计算量大且计算效率低.由于目前仍以纵波勘探为主,因此TTI逆时偏移qP波波动方程的选取显得尤为重要.为了提高计算效率,采用将沿着对称轴方向的横波速度设为零的方法,简化得到qP波波动方程.然而,这样会引入一种严重影响成像效果的低速度、低振幅的qSV波人为干扰.本文建立了qP波方程的完全匹配层控制方程,而后借助于辅助波场采用一种高效的压制伪横波噪声传播的方法,通过模型测试验证了该方法的有效性.     

大气阻力引起卫星轨道衰减的数值模拟

本文以德国低轨道卫星CHAMP为例,联合考虑地球扁率和大气阻力摄动的影响,对相应摄动方程进行数值积分,计算轨道根数变化,并进而计算得到卫星空间位置,由此模拟考察大气阻力引起的轨道高度衰减.模拟中使用综合考虑了太阳辐射和磁暴等多种因素影响的最新国际大气标准JB2008模式来计算热层大气密度. 选取CHAMP卫星轨道高度自然衰减（无点火提升卫星高度操作）的2005全年进行模拟;为了考察不同年份阻力系数的可能变化,对2002年1—3月处在较大高度的轨道也进行了模拟.考虑到CHAMP卫星的特殊几何构形及飞行高度的热层温度条件,取阻力系数大于2.8,并在一定范围内变化,以求得模拟与实际轨道衰减符合较好.结果表明,对于2005年,阻力系数为2.91时模拟得到的轨道高度的衰减与实际轨道衰减符合得最好,模拟与实际轨道半长轴全年的标准偏差为81m;在卫星高度稍高的2002年,模拟的最佳阻力系数为3.0;模拟所得最佳阻力系数值比传统使用的值2.2大30%以上.由于在模拟中忽略了高阶保守力分量,所得近/远地点高度没有出现实际轨道所显示的周期性起伏.