负跃层浅海中的脉冲声传播 *

利用具有波束位移的射线-简正波脉冲理论,计算了在典型的负跃层浅海中不同深度、不同距离和不同频率的带限信号波形,与实验中观察到的波形结构一致.在充分获得环境参数的条件下,浅海中信号波形的数值预报是完全可能的.     

X射线准周期振荡现象的新差频模型

本文利用吸积盘理论的α模型以及内盘的边界条件来改进原来解释X射线准周期振荡现象中振荡频率与X射线强度之间关系的差频模型,改进后的模型同观测符合得很好,并且能同时解释某些源的振荡频車与强度之间关系的正相关部分和负相关部分。     

低质量X射线双星中吸积盘的内边界

理论和观测上对低质量X射线双星系统中吸积盘内边界的大小都存在着分歧,利用吸积盘的边界条件,考虑到反馈辐射压的作用和吸积盘内区物质相对Kepler转动的偏离,计算了低质量X射线双星中吸积盘内半径的大小,并在此基础上对X射线谱和准周期振荡现象提出了自己的解释.     

浅海声传播的波束位移射线简正波理论 *

适用于一般分层浅海的波束位移射线简正波 (BDRM)理论 ,该理论的特点是将边界对声场的影响通过等效边界反射系数来表示 ,因而容易推广到具有切变弹性的海底 .对浅海声场的理论计算表明 ,BDRM理论具有计算精度较高、计算速度较快等优点 .利用BDRM理论计算了浅海中脉冲波形传播 ,理论与实验数据符合比较好 .     

基于WKBZ理论的耦合简正波-抛物方程理论

研究水平变化海洋环境中声传播的快速数值预报方法.在广义相积分(WKBZ)理论的基础上,提出了一种能够快速、准确地求解简正波本征值的方法,并将此方法应用于耦合简正波-抛物方程(CMPE) 理论.分析了两种典型声速剖面的简正波本征值,并计算了一个楔形海区中的声传播问题(JASA标准问题).计算结果表明本方法是一种快速而精确的数值方法.     

守恒高阶交通流模型的相平面分析

在Lagrange坐标下,运用微分方程定性理论中的相平面分析方法,研究一个近期所提出的守恒高阶交通流模型的行波解,讨论系统的平衡点类型及其稳定性状态,分析相平面中的轨线全局分布结构,验证数值解与解析解的一致性.从而,能够较好地解释现实交通中的时停时走波和瓶颈处的振荡现象,表明所讨论的模型能够描述复杂的拥挤交通.     

太阳风质子各向异性速度分布的产生机制

太阳风高速流中观测到质子速度的各向异性分布, 但是长期没有得到合理解释. 用质子与回旋波共振产生的扩散平台解释了这一观测现象. 研究了色散对回旋共振形成的扩散平台的影响, 发现用冷等离子体的色散关系求出的扩散平台与0.3AU高速流中观测到的质子速度相空间中的密度等值线符合得很好, 对于0.7~1.0 AU高速流中观测到的质子相空间密度等值线则需要考虑热等离子体的色散关系. 还给出了太阳风高速流中质子速度各向异性A与等离子体β 值的关系.     

简正波绝热近似判据

给出了两种前向简正波绝热近似判据和两个后向耦合散射强度估计公式.数值模拟表明,该结果比先前的估计更精确.     

一神非定常振荡流的稳定性分析

本文分析了一种非定常振荡的不稳定性问题.其特点是.应用偏微分方程特征理论以及O-S方程特征值的展开,求解扰动波的相函数而不是预先给定扰动波的波动形式.本文研究平面Poiseuille流与其垂向振荡流的组合流动系统.对于连续振荡源导致的波包演化,该系统存在不稳定性.     

太阳风高速流中重离子(α粒子)的捕获加速机制

观测表明,太阳风高速流中重离子(α粒子)的速度高于太阳风整体速度,而且大约高出一个Alfven波速;同时还有少量质子也是如此. 提出当太阳风高速流被加速到Alfven速度时,动力Alfven波二次激发,捕获全部的α粒子和部分质子并形成Alfven孤波. 这一机制可以解释上述观测结果. 数值计算给出波激发捕获条件.     

双水槽耦合孤波观察及其理论分析 *

最新实验发现,当两水槽底部连通构成耦合双槽时,这个耦合系统就支持一对同相或反相的耦合孤波.描述了这种耦合孤波对的动力学特性,包括处于不同槽中孤波间的相互作用.给出了支配这一过程的孤波耦合方程组,并由此给出了初步的理论解释,即几种稳态耦合孤波解.     

星系密度波的维持和恒星臂与气体臂间的相移

在旋涡星系中,一般恒星旋臂与气体旋臂之间存在相移.Lin等曾用激波机制解释这个现象,无论在理论上以及和观测的对比上,都是有困难的.本文用恒星动力学方法,重新处理了文献[1]中所讨论的恒星形成对密度波的维持机制.用这种非中性密度波模式,能很好地解释相移的全部基本特性,即:1.存在相移,2.气体臂在恒星臂的内侧,3.对刚性星系盘(v_k=0),则相移为零.文中还对相差大小作了定量估计,也与现有的观测结果相符合.     

太阳风中小尺度湍动磁重联的模拟研究 *

分析了Helios高分辨率数据 ,找到太阳风湍动中可能发生磁重联过程的观测事例 ,并将空气动力学中的三阶精度迎风紧致差分格式引入可压缩的二维磁流体动力学 (MHD)中 ,数值模拟研究行星际太阳风中这种小尺度湍动磁重联现象 .主要新结果是 :行星际太阳风中湍动磁重联过程可以发生 ;湍动磁重联是高磁Reynolds数 (RM=2 0 0 0 ,1 0 0 0 0 )太阳风中磁重联的基本特征 ,磁重联多由单X射线重联向多X射线重联发展 ;磁岛的不断形成、合并与演化十分复杂 ,最终将向低能态状态演化 ;不同演化阶段、不同穿越路径 ,将有很不相同的磁场、流场信号记录 .小尺度湍动磁重联的数值实验结果可从原理上解释飞船观测结果 ,有助于揭示太阳风基本物理过程.     

参数激励下的内波孤立子和扭结 *

在不相容、不等密度的双层液体的参数激励下的Faraday实验中,观察到了非传播界面波孤立子和扭结以及稳定的双孤立子等现象.总体上看,界面波现象和已有的表面波现象基本上一致,只是由于上层液体的存在,使得界面波的模式振动频率明显红移、波形变矮变宽、其稳定性也不如表面波.在理论上,对流体力学方程组及其相应的边界和界面条件进行了约化,得到了一个有阻尼、带驱动的非线性Schr(?)dinger方程.从而,令人满意地同时解释了界面孤立子波和扭结波.无论从实验现象上,还是从理论上看,自由表面波只是界面波的一个特例.     

大气中颮线形成的非线性过程与KDV方程

本文从两层f平面的原始方程出发,在基本气流存在切变的情况下,得到了描写孤重力内波的KDV方程.文中指出大气低空急流上出现的飑线,是这种孤重力内波非线性演变所形成.在一定的基本气流分布情况下,计算了稳定孤波的相互作用和不稳定孤波发展,所得结果与大气低空急流上观测到事实是相当一致的.这样,飑线形成的非线性过程,低空急流中非地转现象和暴雨的发生诸方面,都能得到了内在的统一解释.     

一种计算超声速流中由湍流剪切层脉动引起的激波振荡频率的方法

在超声速或高超声速绕流中,一种很严重的脉动压力环境是由激波边界层相互作用引起的激波振荡.这种高强度的振荡激波可能诱发结构共振.因这一现象非常复杂,已发表的文章都采用经验或半经验方法.本文首次从基本流体动力学方程出发,给出了由湍流剪切层引起的激波振荡频率的理论解,得到了振荡频率随气流Mach数M_∞和压缩折转角θ的变化规律,计算结果与实验值是相符的.本文为激波振荡导致的气动弹性问题提供了一种有价值的理论方法.     

关于浅海中简正波衰减与群速的讨论

详细地讨论了浅海简正波衰减与群速的计算问题,并提出了一种新的计算简正波衰减与群速的修正加权权分公式.在 Pekeris浅海情况下,比较了该公式与循环距离公式、加权积分公式的计算精度和适用范围,并研究了上述3种公式对浅海声传播计算的影响.理论分析与数值结果表明,修正加权积分公式比国际上流行的加权积分公式有更高的精度,可广泛应用于浅海声场的计算.     

一种双光子超辐射相干拍

本文报道了一种在有超精细相互作用的分子中,产生具有特殊调制特性的双光子超辐射相干拍的理论。它以半经典理论为基础,用密度矩阵方程导出这种超辐射相干拍场的理论公式。在实验中采用stark开关技术和实时取样检测系统成功地观测到了这种现象,实验测量结果与理论分析一致。由于这种相干拍信号中含有分子超精细分裂的信息,因而有可能在高分辨率光谱学中有重要用途。     

分层流体中的二维代数孤立波及其垂向结构

研究具有自由面的,上部为浅层的大深度分层流体中代数孤立波,考察其垂向结构所对应的本征值问题,给出了二维Benjamin-Ono方程的一个解析解,并根据色散关系作了物理解释．作为数值例子,研究了具有Holmboe型密度分布的密跃层结构的特殊情形,并用射线理论探讨了这种内波的传播机制．     

广义Sine-Gordon方程的混沌与湍流

本文在行波解意义下,利用作者的向量场同胚映射证明了广义Sine—Gordon方程具有极限异宿轨,从而证得孤波的存在性.有界状态和极限集的存在性解释了量子场理论中混沌现象与湍流现象的内涵,并讨论了分歧现象与临界速度.