大气红外遥感探测的一些理论问题

本文介绍了大气遥感理论方面的一些研究结果.文中论证了两类典型问题——气温遥感和大气成分的垂直分布遥感以及两类最基本的遥感方式——频谱法和扫描法所对应的遥感方程的适定性问题(本文建议用“遥感方程”一词将各种遥感问题统一起来,以便进行数学物理研究).本文提出了“最佳信息层”的概念,在这基础上给出选择遥感通道的可靠方法;由此还推出在卫星上利用红外法不能测准近地面层大气的水汽分布.文中还提出了一些有效的反演求解方法.     

任意旋成面叶栅杂交型气动命题的变分原理与广义变分原理

本文建立了任意旋成面叶栅一种杂交型命题——在叶型周线的某段上给定叶型形状,而在其余段上则给定流速分布——的两族气动变分原理与广义变分原理,从而使正命题与反命题的处理完全统一起来,并加以推广.文中充分发挥了“自然边界条件”和“人工分界面”的有力作用,以简化各种复杂边界条件的处理,并提出了一个新的短函数.本文为在叶轮机叶栅的气动问题中引进和推广有限元法、变分-差分解法以及变分直接解法,提供一个更广泛、更完密的理论基础.     

界面波的二维调制

本文研究两层流中界面波的二维调制问题。导出了包络波的发展方程,它是由含有两强制项的非线性schrdinger方程和两个椭圆型线性方程组成。找到了发展方程的平面周期波解,研究了这类解的稳定性。在两层流的深度为无限的条件下,得到了Stokes波不稳定判据和平面周期波不稳定性图。然后将调制理论应用于计算二阶低频波——水位下降波,指出了调制理论用于海洋工程中二阶低频力计算的可能性。     

求解海洋辐射传递方程的微扰法

本文给出了一个可广泛应用于求解第一类海水辐射传递方程的新的解析方法——微扰法。实例计算表明,以此方法求得的解析解与用其它方法所得到的解符合得很好。根据以此微扰法所求得的通解可导出辐射度渐近态的形状与海水内禀光学特性之间的解析关系。     

高含沙水流的水流结构及运动机理

本文在室内水槽试验和天然河流资料分析的基础上,对含有一定细颗粒泥沙(d₅₀<0.01mm)的高含沙水流进行了分析研究.对高含沙水流的类型、宾汉切应力τ_B和刚性系数η的性质、流核与非流核区的水流运动机理和切力分布等都提出了作者的见解,对二维恒定均匀紊流的高含沙水流的流速分布提出了计算公式,公式既适用于高含沙宾汉流体,也适用于清水和高含沙牛顿流体.     

空间分数阶非Newton流体本构及圆管流动规律研究

对非Newton流体的本构及流动规律进行研究是分析、预测和控制非Newton流体在管道中流动的关键.实验表明非Newton流体在流动过程中具有历史记忆性,基于空间分数阶微积分方法,建立了分数阶非Newton流体本构模型;并推导了该模型在圆管中的流速分布、流量、平均流速、压降、平均Reynolds数等管道流动参数;提出了分数阶非Newton流体圆管流态判别准则.研究表明非Newton流体的圆管流层间的切应力可以通过流速的轴向分布大小来描述.对于不含屈服切应力的分数阶非Newton流体,分数阶的阶数越大,断面流速分布越均匀,记忆能力越强.分数阶的阶数大小反映了流体对全域空间的记忆性强弱;而对于含有屈服切应力的分数阶非Newton流体,分数阶的阶数越大,速梯区流速分布越均匀,流核区速度越小.分数阶的阶数大小反映了局部空间记忆性强弱.该研究为非Newton流体的记忆特征提供了一种新的建模方法.     

压电换能器的振动和声辐射

本文利用建立在变分原理基础上的有限元离散化方程,分析了一般的压电弹性体振动时位移和电场按自由振动模式展开的可能和形式,提出了有普遍意义的多模式集中参数等效线路,说明了求解任意形状的压电换能器振动和声辐射特性的有限元——等效线路计算法,它兼有有限元和等效线路方法的某些优点。复合棒和凹型弯张水声换能器的计算结果与实测值基本相符。     

梯形复式断面均匀流水力计算

对由主槽、斜边坡以及边滩三部分组成的梯形复式断面渠道均匀流的水力计算进行了研究,采用表观切应力表示各子断面间的横向动量交换,结合各部分力的平衡关系式,推导出了主槽、斜边坡和边滩平均流速的计算公式．采用UK-FCF的实验数据对公式进行了验证,滩槽相对水深为0.057~0.4的7组工况计算值与实测值的比较表明,不考虑表观切应力的计算值与实测值的一致性都较差．比较而言,斜边坡部分平均流速在水深较小时计算值大于实测值,在水深较大时计算值小于或接近实测值,表观切应力对边滩部分平均流速的影响不明显,而主槽部分若不考虑表观切应力的影响,则计算值与实测值差别较大．运用三段式模型与刘沛清等提出的两段式模型分别进行了有边坡梯形断面复式渠道的水力计算,结果表明对于有边坡段的梯形断面渠道（河道）,三段式模型更加有效．最后,将计算的表观切应力与实测表观切应力进行了比较,两者的一致性表明采用的动量输运系数是合适的．     

时间分辨交叉相位调制方法研究非线性色散介质中的飞秒脉冲的自频移

提出了一种时间延迟交叉相位调制(XPM),并利用包含非线性色散效应的非线性Schrodinger方程,以共轭聚合物PPQ为基础分析了XPM光谱随着时间延迟的动态变化,不同的时间延迟导致了脉冲正常自频移——红移和反常自频移——蓝移的同时存在,从理论上进行了较为合理的解释。     

算子与右端都为近似的迭代正则化方法

讨论了解算子与右端都近似给定的第一类算子方程的迭代Tikhonov正则化方法,建立了一种选择正则参数的方法——广义Arcangeli方法,得到正则化逼近解的收敛速度估计。     

单向纤维增强复合材料的随机扩大临界核理论

本文基于复合材料的细观随机破坏机理,对单向复合材料的拉伸破坏提出了一个新的细观统计力学模型——随机扩大临界核理论,导出了复合材料的强度分布和相应的破坏准则。结果表明:对于T300/5208和玻璃/环氧的理论强度值,与现有的实验结果很好相符。     

电磁波与介质体的相互作用——混合方程有限元法

本文从Maxwell方程出发,导出了等价于边值问题的电磁场偏微分方程和积分方程混合表述形式。引入张量权函数和张量基函数(张量形状函数),运用以加权余量法为基础的有限元法,给出了一种求解电磁波与复杂介质体相互作用问题的数值方法——混合方程有限元法。它可用来求解三维无限域中复杂介质体(不均匀,各向异性,不规则形状)的电磁散射问题。本文处理了不均勻、复杂形状的介质体、对几种典型情况进行了计算,其结果与可供比较的其它方法计算的结果做了比较。     

类星体X光度函数的观测再检验

本文对一种X光度条件几率函数——A-T函数进行了观测上的再检验,选用的检验方法包括计算类星体对宇宙X射线背景辐射的贡献百分数U,计算X流量计数并与观测对比,对只测出X流量上限值源α_⁰x,分布预测的合理性等,讨论了所有参量对U可能的影响,并在与X计数对证后,获得α_⁰x更合理分布基础上调整A-T函数的参量,最后获得U的最佳值在7—23之间,以往在处理X射线资料时往往无法采用上限源的X数据,Avni-Tananbaum的D-B方法可以计入其影响,本文用上限源的预测分布作为决定参量的重要依据。     

输运方程Cauchy问题的显示解

输运方程是气体动力学零压流的数学模型,同时也是用来描述宇宙中大尺度结构形成的粘合粒子动力学方程组.通过引入一个位势函数的凸包,清晰地构造了解,直接证明所构造的解是一个整体测度解;并且解中可能出现Delta-激波——质量的集中.     

超图的路和圈

超图是离散数学中最一般最复杂的结构 .无圈超图已被证明在数据库设计中非常有用 .从关系数据的结构出发 ,建立了关于超图的路、连通性和圈的新的公理系统 .该系统与特殊情形———图是符合的 .引入了虚圈和实圈的概念 ,这是一对相关联的概念 .虚圈在特殊情形———图中不存在 ,退化掉了 .定义了超图圈的相关性和独立性 ,给出了超图中最大独立实圈数目的计数公式 ,对特殊情形———图 ,这个公式就是Euler公式 .     

计算几何中的仿射不变量理论及应用

作者最早把代数曲线论的仿射不变量理论引入计算几何领域,提出了m维仿射空间一般具有m(n—m)—2个内在仿射不变量——这一基本定理,并且进一步完备了对应用有重要意义的理论。其中证明了:平面n次Bézier曲线处处为凸的充分条件;平面三次Bézier曲线的分类问题。继而讨论了平面四次Bézier曲线的一些拐点分布情况以及一类平面五次参数曲线的拐点和奇点的分布。上述部分结果已经在造船、航空和汽车等工业部门中获得实际应用。     

应力途径、岩石的强度和体积膨胀

在以下三种应力途径实验中,研究了济南辉长岩和房山花岗岩的强度和体积膨胀:A型——增加最大主应力σ₁使岩石破坏;B型—从某一应力状态开始,保持σ₁不变而减小围压,直至岩石破坏;C型——保持σ₁不变增加围压,这时岩石不发生破坏,结果表明,岩石强度与体积膨胀及应力途径有关,在一定条件下,B型实验岩石强度较A型为低,与A型实验中岩石的体积膨胀相比较,B型实验中岩石处于一种过密状态,而在C型实验中处于一种超膨胀状态。     

Z2等变奇点理论及参激系统的1/2亚谐分叉

从周期参数激励系统——Mathieu-Duffing方程的时间对称性出发,讨论了它的1/2亚谐分叉,利用Liapunov-Schmidt约化导出了Z₂等变的代数分叉方程,并建立与此对应的分析方法:Z₂等变的奇点理论,得到了1/2亚谐分叉的全体分叉图,数值计算验证了这些结果.     

推广的Born-Oppenheimer近似与诱导规范场的Aharonov-Bohm效应

本文结合诱导规范场的概念,推广了通常的绝热近似方法,在绝热或准绝热的情况下,建议了一种处理量子体系自旋自由度与空间自由度分离的微扰近似方案——推广的Born-Oppenheimer近似,由此一般地分析了诱导规范场的物理效应——Aharonov-Bohm效应,我们不仅从新的角度,用一级近似分析了验证Berry相位的Bitter-Dubbers实验,而且指出了在绝热条件破坏时该实验中出现的非绝热效应。     

求解脉冲电磁场的时序法

本文提出一种新的方法——时序展开法,来求解脉冲电磁场的激励或散射问题。以偶极子为例,按时间顺序,含电流的积分方程可以被分解为一系列递推积分方程。由于系列中各子方程间有递推关系,每一子方程的解具有形式简单的准行波特征;整个系列方程组便于依次求解. 为了求解各子方程,首先求无穷长单振子的电流响应;利用源函数的行波特性和电流沿导线传播的同时性,电流积分方程进一步分解成振幅、主波和长尾三个方程。它们可以独立依次求解,解的精度很高,仅一阶近似就达1％。