全球/区域地形和重力异常间相干性分析

利用卫星测高重力场数据仅可恢复有限频段海底地形信息。为定量描述重力-地形间频谱特征，使用EGM2008/EIGEN-6C4全球重力场位系数模型和DTM2006/EARTH2012全球地形球谐系数模型，以及某3°×3°（12°N～15°N,112°E～115°E）真实海域海底地形数据和卫星测高重力异常数据，采用全球/区域地形-重力相干性分析方法，解算分析了全球/区域地形和重力异常表现强相干性频段参考范围。计算结果表明，全球范围地形-重力在120阶～1000阶左右表现强相干性，对应频段范围是25.45 km～210.61 km。同时，重力场元信噪比、非线性项海底地形和地壳均衡均会影响干扰区域地形-重力相干性结果。研究结果可为利用卫星测高重力数据恢复海底地形信息截止频段的确定提供参考与借鉴。     

基于EGM2008重力场球谐模型的水平重力扰动计算方法

垂线偏差数据对于提高惯性导航精度具有重要意义,阐述了使用重力场球谐模型计算水平重力扰动的方法,使用EGM2008重力场球谐模型计算水平重力扰动,并将其与美国国家地理空间情报局提供的全球2.5′×2.5′垂线偏差网格数据进行对比,验证了所述水平重力扰动计算方法的正确性。将水平重力扰动计算结果用于航空、车载惯性导航数据离线处理,结果表明EGM2008模型计算的水平重力扰动可用于补偿惯性导航;将水平重力扰动计算结果用于长航时船载惯性导航数据离线处理,结果表明惯性导航精度最大提升1.5 n mile,平均提升0.8 n mile。     

一类非线性周期系统响应的精细积分法

对于一类非线性周期／变系数微分方程,提出基于精细积分法的数值解法,处理非线性周期／变系数微分方程系统的响应问题,其积分策略是：采用精细积分格式处理常系数部分;采用线性插值格式处理非线性周期／变系数部分,既继承精细积分方程高度准确的特点,又保证足够的精度与较小的计算量。通过数值算例,与以往与用的微分方程直接数值积分法（如预估－校正哈明法）求得的解加以比较表明,对于给定的精度要求,精细积分法更经济有效     

润滑接触中弹性变形的快速数值计算

研究了弹性变形的计算特点 ,并在简单回顾卷积算法的基础上给出了一种利用快速傅立叶变换 (FFT)和离散圆卷积计算弹性变形的方法 .计算表明 ,通过对压力信号和影响系数 -响应函数 (Green函数 )进行简单的预处理 ,可以获得准确的弹性变形 ,其计算精度和多层网格积分法相当 ,而计算速度则是多层网格积分法的 3倍左右 ,是一种准确、高效的数值计算方法     

简支梁非线性响应的三维路径积分法分析

采用基于Gauss-Legendre积分公式的三维路径积分法，分析了在过滤高斯白噪声激励下的简支梁非线性随机振动响应的概率密度函数；联立一阶滤波方程与简支梁一阶模态的振动模型，得到在过滤高斯白噪声激励下的简支梁随机振动模型，基于Gauss-Legendre积分公式的积分法和短时高斯近似法求解响应的概率密度函数值。结果表明，三维路径积分法计算值与蒙特卡洛模拟值符合良好，即使在尾部区域也符合良好。三维路径积分法比等效线性化法的计算精度更高。     

基于Legendre函数的超高阶次地磁场建模方法

Legendre函数是超高阶地磁场模型球谐展开的重要组成部分,是解决高纬度地区数据溢出问题的关键。针对Legendre函数在超高阶地磁场建模中的解算问题,从Legendre函数的递推方法出发,优化了Legendre函数的解算过程,提高了效率和精度,解决了数据溢出问题,并给出了Legendre函数的递推过程、函数值和精度检验值。仿真结果表明,该方法提高了磁场模型数值稳定性及精度,为建立更高阶次的地磁场模型和地磁导航基准图的制备提供理论依据。通过将模型计算的各磁场要素与EMM2010模型相比较,验证了方法的有效性,并生成了全球的地磁图。     

基于扩展有限元的应力强度因子的位移外推法

针对平面裂纹问题,阐述了扩展有限元法的单元位移模式、推导了扩展有限元法的控制方程、介绍了特殊单元的数值积分技术.基于最小二乘法,建立了应力强度因子位移外推法的计算公式.利用MATLAB编写计算程序,对平面裂纹问题用扩展有限元法进行了计算.基于扩展有限元法的计算结果,分别利用位移外推法和相互作用积分法,对平面裂纹的应力强度因子进行了计算.计算结果表明,位移外推法比相互作用积分法能更方便和准确地计算平面裂纹的应力强度因子.     

精细积分法应用于地震碰撞力反应谱计算研究

相邻结构的碰撞时程分析是计算地震碰撞力反应谱的基础。结构碰撞时程分析要求采用稳定性好、精度高及计算效率高的数值分析方法。精细积分法将二阶动力微分方程通过增元降阶的方式转换成Hamilton对偶变量体系,得到了动力微分方程的精确解。基于此,本文将精细积分法引入结构碰撞时程分析及地震碰撞力反应谱计算中。在推导精细积分法公式的基础上,在MATLAB环境下编制了结构碰撞时程分析程序和碰撞力反应谱计算程序,并实现了碰撞力反应谱程序的并行化。经算例验证,精细积分法应用于结构碰撞时程分析及地震碰撞力反应谱计算是可行的,程序计算结果准确。     

基于边界积分法的气泡动态特性综述

近年来,边界积分法(boundary integral method,BIM)被普遍应用于气泡动力学模拟,本文综述了边界积分法及其相关技术在气泡动力学特性模拟中的应用与发展.首先,讨论了气泡的重要性及边界积分法的应用;其次,讨论了气泡动态特性的数值模拟,从射流冲击前的单连通域到射流冲击后的环状气泡即双连通域的发展过程,其中包括轴对称模型和三维模型;再次,讨论了气泡运动数值模拟过程中的两种关键技术;最后,综述了近边界气泡的研究进展,并在上述基础上提出了一些尚需进一步解决的问题.      

球面泊松小波在全球地磁场建模中的应用

经典的建立全球地磁场模型的球谐分析方法不具有空间局部性,针对这一不足,利用球面泊松小波具有较强局部表示能力的特点,采用球面泊松小波对全球地磁场进行建模。介绍了球面泊松小波的基本理论,阐述了应用球面泊松小波对地磁场建模的基本原理,分析了与建模相关的关键技术。根据国际地磁与高空物理联合会公布的145个地面地磁台站观测数据,建立了基于球面泊松小波的全球地磁场模型,并与IGRF2005模型进行了比对,验证了基于球面泊松小波的全球地磁场建模的可行性和优越性。     

Estimates of harmonic measure

Archive for Rational Mechanics and Analysis -     

Two mode sub-harmonic and harmonic vibrations of a non-linear beam forced by a two mode harmonic load

The non-linear transverse vibrations of a uniform beam with ends restrained to remain a fixed distance apart and forced by a two mode function which is harmonic in time, are studied by a corresponding two mode approach. The existence of sub-harmonic response of order 1/3 and harmonic response in the sub-harmonic resonance region of the forcing frequency is proved. Approximate solutions are found by Urabe's numerical method applied to Galerkin's procedure and by an analytical harmonic balance-perturbation method. Error bounds of the Galerkin approximations are given.     

Removability of singular sets of harmonic maps

It is proved that a harmonic map with small energy and the monotonicity property is smooth if its singular set is rectifiable and has a finite uniform density; moreover, the monotonicity property holds if the singular set has a lower dimension or its gradient has higher integrability. This work generalizes the results in [CL, DF, LG12], which were proved under the assumption that the singular sets are isolated points or smooth submanifolds.     

Deformation of glued beams under harmonic loading

The dynamic deformation of glued beams with a thin adhesive interlayer under harmonic loading is studied. The virtual-work principle is used. The system of ordinary differential equations for the amplitudes in the approximations in coordinate functions is derived and solved. The proposed approach allows determining the stresses and strains at an arbitrary point of the beam, especially in the adhesive interlayer. Numerical results are presented     

Energy characteristics of harmonic internal wave generators

The propagation of internal waves plays an important role in liquid media with layers that vary according to density (stratified liquids) and are located in a gravitational field, which include the Earth's atmosphere and oceans. Highly controlled experiments are essential for investigating efficient generators of internal waves (in particular, harmonic internal waves). Hence, it is important to compare the efficiences of various types of internal wave generators. This problem is considered for the simplest forms of stratification: discontinuous and uniform (with a constant buoyancy frequency N). Although there are very few studies of oscillations in the case of discontinuous stratification, there are even fewer investigations of uniform stratification (e.g., see [1–4]). A comparison of the efficiences of different types of generators has not been made for the latter case. This is done below on the basis of energy estimates for two types of generators: for objects (a sphere or cylinder) that undergo small harmonic oscillations in a liquid and for objects with pulsating volumes.Translated from Zhurnal Prikladnoi Mekhaniki i Tekhnicheskoi Fiziki, No. 4, pp. 53–59, July–August, 1986.     

Interfacial crack between elastic half-spaces under harmonic loading

A system of boundary integral equations that allows evaluating the displacement and stress fields for an interfacial crack under harmonic loading is presented. Expressions for the integral kernels are obtained. A numerical solution for a penny-shaped crack between steel and aluminum half-spaces under normally incident compression-rarefaction wave is given __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 43, No. 8, pp. 47–56, July 2007.