我国十七世纪力学家王征

十六世纪(明嘉靖以后)和十七世纪(清康熙年间),我国曾出现过封建社会生产力向前发展阶段.某些地区和行业产生了资本主义萌芽,为推动我国古代科学技术的发展创造了条件.化学、物理、冶金、采矿技术、纺织技术、机械制造等都在这个时期有了较大的...     

三维引力辅助解析分析方法研究

针对星际探测中的引力辅助技术,基于二体问题,导出了三维引力辅助前后飞行器速度、能量、角动量和轨道倾角与引力辅助参数之间的解析公式. 以进行木星引力辅助为例,将解析公式计算的结果与基于圆型限制性三体问题的数值仿真结果进行了对比,各项绝对误差小于0.01,除极少数情况外,相对误差均小于0.7%. 分析结果表明导出的解析公式与实际情况对比具有较高的精度,可以满足引力辅助轨道初步设计的需要. 为了讨论和应用上的方便,对导出的公式进行了简化,据此进一步讨论了引力辅助参数对引力辅助效果的影响.     

带脉冲的三维引力辅助变轨研究

在引力辅助过程中施加脉冲可以有效地改善变轨效果.目前只能对施加小脉冲的情况进行近似计算,当脉冲大于近拱点速度的1%时无法进行分析.针对这一问题,提出了一种解析分析方法,可以计算施加任意大小和方向脉冲的三维引力辅助变轨.基于二体问题,建立了带任意脉冲的三维引力辅助模型,采用8个相互独立的参数对模型进行描述,其中5个参数表征三维引力辅助、一个参数表征脉冲的大小、两个参数表征脉冲的方向;建立了一组坐标系,可以方便地对轨道进行描述;以施加脉冲为界,将轨道划分为前后两段,分别进行公式推导;应用双曲线轨道动力学与坐标变换等技术方法,可以将飞行器的位置矢量和速度矢量表示为上述8个参数的解析公式,进而可以求出变轨导致的速度、能量和轨道倾角的变化量.通过与基于圆型限制性三体问题的数值仿真结果进行对比,验证公式的有效性.应用导出的解析公式分析了施加脉冲的大小和方向对飞行器能量和轨道倾角的影响,并给出了相应规律.结果表明:以最大能量改变为优化目标,施加脉冲的最优方向往往并不是该点速度方向;轨道倾角受到脉冲方向的影响显著.      

自引力旋转球壳的弹性力学解

考虑旋转对自引力球壳的影响,借助MATHEMATICA符号计算软件求解了Navier方程,得到了自引力旋转球壳的弹性力学解析解,给出了应变和应力张量的解析表达式,并分析了应变和应力张量的性质,得到了在球壳或球体内主应力最大的位置,即在极角θ≈49°和θ≈131°处,或在纬度41°S和41°N处。     

纯引力轨道检验质量的相对测量技术

纯引力轨道是物体在太空仅受引力作用的运行轨道, 通过构造纯引 力轨道, 可实现超高精度的空间引力探测, 也可为科学实验提供超稳定卫星 平台. 作为纯引力轨道构造的核心, 检验质量的相对测量不仅提供了部分任 务科学数据, 还为航天器平台的跟踪控制提供输入. 首先, 描述了纯引力轨道 的概念内涵, 总结了它在卫星重力测量、引力波探测等方面的应用情况. 其 次, 综述了不同任务对相对测量的需求, 给出了电容式测量、磁感应测量和 光学测量的原理, 总结了各自的优缺点. 根据检验质量的姿态运动, 将检验质 量质心相对状态解算问题分为3 类, 给出了基于检验质量姿态动力学与表面 建模的典型解算模型和质心速度估计方法. 最后分析了非引力干扰的理论计 算、地面实验验证和在轨实验验证问题.      

火星引力捕获动力学与动态误差分析

火星探测的制动捕获机会唯一,是影响任务成败的关键. 从限制性三体问题出发,推导了火星引力球、作用球与希尔球半径的计算公式,比较了三者的特点与适用范围,并结合作用球的定义与物理意义,给出了一种火星探测制动捕获段的工程定义. 在作用球范围内建立了火星制动捕获段动力学模型,给出了对捕获轨道精度产生影响的各项误差源. 通过蒙特卡洛仿真,定量分析了导航初始误差、发动机推力误差、制动点火时间误差等对捕获轨道近火点与远火点高度的影响,并对不同误差源可能导致的超差概率进行了分析,指出了影响捕获精度的主导误差源,可为我国未来火星探测制动捕获段的任务实施提供参考.      

结合向量化和FFT技术的模型扰动引力快速计算

用地球重力场模型计算扰动引力矢量时,随着模型阶次的提高,计算效率会迅速降低。针对此问题,研究了扰动引力矢量计算的矩阵表示形式、计算过程的向量化技术以及顾及起始计算点坐标的快速傅里叶变换(FFT)计算表达式。利用EGM2008地球重力场模型进行数值实验,结果表明:结合向量化和FFT技术可实现快速计算区域和全球格网模型扰动引力矢量,计算全球扰动引力矢量时,当重力场模型展开至2160阶次对应5′×5′的分辨率,计算效率可提高5倍,展开至360阶次对应30′×30′的分辨率,计算效率可提高近10倍。所提出的方法对于快速计算模型重力场元具有一定的参考作用。     

一种用于重力梯度动态测量的载体环境引力梯度补偿方法

重力梯度仪动态测量时,重力梯度敏感器一直稳定在地理坐标系下,载体姿态变化使载体质量分布相对敏感器的位置发生变化,形成载体环境引力梯度变化。为提高重力梯度仪动态测量精度,提出一种基于Tikhonov正则化的载体环境引力梯度补偿方法。首先,推导了载体环境引力梯度的解析模型,建立了引力梯度变化的回归方程。然后,针对回归算子病态性问题,提出了Tikhonov正则化方法,通过半物理仿真确定最优正则化参数,使补偿量的误差控制在2%以内。最后,利用该参数处理船载试验实测数据,结果表明:所提出的方法对载体环境梯度变化补偿具有明显的效果,可将两路重力梯度测量信号内符合中误差分别降低19 E和21 E,补偿后重力梯度测量精度达到10 E的精度水平。     

关于奇异摄动理论在自引力介质波动中的应用

本文通过自引力介质中波动的两个具体实例,讨论了与应用奇异摄动法有关的一些问题。第一个实例是密度波理论中遇到的带有三个迴转点(其中两个相距很近)的复本征值问题,指出:由于此问题中迴转点分布的几何结构敏感地依赖于复本征值ω,因此,即使为了求得初级近似的一致有效渐近解,也必须事先对于复本征值ω对摄动参数λ的依赖性作某些明显的分析:将ω(λ)展成级数sum from l=0 to ∞ ω_jλ~(-i),并根据问题中的辐射条件,估计出ω的实、虚部关于λ的不同量阶。这是此问题分析过程中的关键性步骤。这一作法在形式上与通常的变形参数法(Lindstedt-Poincaré方法)有些类似,但实质并不相同。第二个实例是自引力介质中弱非线性波的渐近周期解及色散关系。指出:倘若采用展开式ω=ω_o(k) εω_1(k) ε~2ω_2(k) ……(其中ω为频率,k为波数),则所得弱非线性色散关系当λ→λ_J(Jeans波长)时不一致有效。本文在分析了产生这种不一致有效性原因的基础上,改用展开式k=k_o εk_1(ω) ε~2k_2(ω) …。于是,不但弱非线性渐近解关于(x,t)一致有效(当波长λ固定),而且弱非线性色散关系关于波长λ也一致有效。从而指出在此问题以及其它类似问题中根据物理特点适当选取变形参数的必要性。     

有气体溶解和没有气体溶解的水中石墨烯间的疏水引力

凝聚物理学界发现溶解在水中的气体会在疏水表面吸附,由此认为当疏水物体间距足够小的时候,吸附在疏水表面的气体会相互联通形成纳米气泡桥,纳米气泡桥连结疏水物质形成疏水引力,但是关于纳米气泡桥的形成过程和形态,力学界还没有一个清晰的描述.采用分子动力学方法,研究了在有气体溶解的水中和没有气体溶解的水中两片石墨烯间的引力作用,分析了两种情况下各相密度分布的变化过程、结构相图的变化过程和平均力势的变化过程,详细阐明了纳米气泡桥的形成和消失过程,并定量计算了纳米气泡桥的作用效果和作用距离.模拟结果表明:两片石墨烯在有气体溶解的水中和无气体溶解的水中的疏水引力都是由纳米气泡桥引起的.当石墨烯间距小于0.5nm时,无论水中是否有气体溶解,疏水引力由真空纳米气泡桥引起;当石墨烯间距大于0.5nm时,在没有气体溶解的水中,疏水引力由水蒸气纳米气泡桥引起;而在有气体溶解的水中,疏水引力由所溶气体形成的纳米气泡桥引起.      

地球-火星引力辅助下的地-火无动力循环轨道

针对火星探测任务,提出一种地-火无动力循环轨道设计方法。该方法有望实现火星探测的自由返回,并能够多次无动力地火往返。本文首先求解地火之间转移的Lambert问题,考虑地球和火星引力辅助效应,并分别给出以地球和火星为中心的半圈转移轨道。其次,以该轨道作为辅助轨道,设计搜索能够实现无动力循环的发射窗口和转移轨道。最后,本文给出效率较高的几种无动力循环轨道,希望对未来火星探测的任务设计有一定指导意义。     

钱伟长先生对我国力学事业的贡献

钱伟长先生逝世了, 人们说他是教育家、应用数学与力学家和社会活动家. 为了纪念这位我国力学界的领军人物. 这里大略谈一谈他在我国力学事业上的贡献.力学对一个国家的现代化所起的作用, 我想力学界的朋友是不言而喻的. 但我国历史上从来没有独立的力学研究和教学. 早先的力学研究和教学都是大学工科、数学、物理系科的教员在教学之余开展的研究工作. 最早在国内从事力学研究的著名学者只有两名, 一名是当年清华大学的物理系的教授周培源, 还有一位就是周培源曾经教过的学生钱伟长. 所以他们两位和后来归国的钱学森和郭永怀一起被称为我国近代力学的奠基人.     

我国古代劳动人民对航空科学的贡献

人类历史究竟是谁创造的,同样,科学技术包括航空科学技术究竟是谁创造的?在这个问题上,历来存在着思想路线上的激烈斗争。儒家经典《周礼·考工记》上说“烁金以为刃,凝土以为器,作车以行陆,作舟以行水,皆圣人之所作也”,把一切发明创造统统归功     

整合·开放·超越——对改革我国工科力学教材的思考

本文通过对我国工科力学课程设置、教材内容和体系等方面存在问题的简略分析,初步论述了力学教材改革的三条基本思路,即：合理整合,建立新的力学系列课程体系;走向开放,突破封闭性的知识结构;更新内容,正确处理继承与超越的关系     

整合·开放·超越——对改革我国工科力学教材的思考

本文通过对我国工科力学课程设置、教材内容和体系等方面存在问题的简略分析，初步论述了力学教材改革的三条基本思路，即：合理整合，建立新的力学系列课程体系；走向开放，突破封闭性的知识结构；更新内容，正确处理继承与超越的关系     

我国运动稳定性研究的新进展

综述了近年来我国运动稳定性(包括力学系统、控制系统、人口系统、生态系统和大系统的稳定性)及其一般理论的研究进展。      

关于我国摩擦学发展方向的探讨

通过总结进入新千年以来召开的3次重要国际摩擦学学术会议上发表论文情况,分析了摩擦学发展的现状,指出当今国际摩擦学界研究的主题仍是摩擦、磨损与润滑,而且绝大多数研究都紧密结合工业应用,而表面工程、微观和纳米摩擦学、磁记录系统、生物摩擦学和生态/环境摩擦学等几个领域更加受到关注,在上述分析的基础上,提出了我国摩擦学发展的3个主要方向。     

我国当前力学发展现状的分析

我国当前力学发展现状的分析梁在潮（武汉水利电力大学，武汉４３００７２）读《力学与实践》１７卷２期所载“力学─—迎接２１世纪的挑战”，很受鼓舞和启发，现对我国当前力学发展的现状做些讨论．当前在我们面前存在一个尖锐的矛盾，一方面是国家大规模的建设，向力学...     

我国工程地质学发展战略的思考

本文就我国工程地质学在”十一五”期间的发展战略进行了讨论,包括工程地质学面临的机遇和挑战;围绕的科学问题;在我国地球系统科学发展中的作用以及今后的发展趋势等。     

我国固体润滑材料的发展概况

本文介绍了固体润滑材料在我国的发展历史,说明了研究固体润滑的意义。作者将固体润滑材料分为固体粉末润滑剂、固体润滑膜以及自润滑复合材料三大类,比较扼要地介绍了这些材料在我国的发展概况。