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2002年  第22卷  第4期

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论文
COSMIC PLASMA DYNAMO
Yang Zhiliang
2002, 22(4): 289-299. doi: 10.11728/cjss2002.04.289
摘要(1701) PDF 867KB(1035)
摘要:
A new dynamo model based on the polarization of plasma is presented in this paper.From the Maxwell equations in a moving medium, a magnetization vector can be causedwith Rongon current. The steady solar magnetic field is solved from the equations. Onthe assumption that the meridianal flow is ignored, the distribution of magnetic field isput out. In the model, there is no additional parameter considered. The intensity ofmagnetic field inside the sun ranges from 1-6T. The surface magnetic field around thepole is in the order of 1×10-3T, at low latitude the calculated surface magnetic fieldhas the order of 1×10-2 T. The maximum magnetic field is around 30° in latitude.
一类TVD型组合差分方法及其在磁流体数值计算中的应用
冯学尚, S.T.Wu, 范全林, 魏奉思, 姚久胜
2002, 22(4): 300-308. doi: 10.11728/cjss2002.04.300
摘要(1776) PDF 804KB(753)
摘要:
根据太阳风数值模拟的特点,考虑到算法的质量(收敛速度、稳定性、精度等),结合磁流体数值计算的特性,对三维球坐标下磁流体动力学(MHD)方程组中的流体部分采用一种修正Lax-Friedrichs差分法而对磁场部分采用MacCormack格式,发展了一类快捷的具有TVD特性的组合数值新方法.作为格式的检验,在一维情况下,将其与PPM格式进行了比较,对一维快慢磁流体激波问题得到了与PPM格式精度相同的结果,然后将其应用到定态太阳风的数值模拟上,在不同等离子体β情形下,可得到理想的太阳风定态结构,为今后将此数值模式应用到具有复杂磁场位型或三维真实太阳风暴的数值模拟研究奠定了基础.
1997年1月7-10日广州台站银河宇宙线强度变化特征
乐贵明, 叶宗海, 余绍华, 李润森, 肖少瑜, 龚菊红
2002, 22(4): 309-313. doi: 10.11728/cjss2002.04.309
摘要(1925) PDF 458KB(858)
摘要:
1997年1月7-10日的CME事件虽然只引起了中等强度的磁暴,但引起了很强的地球物理效应.这次CME事件影响了银河宇宙线的强度.本文给出了CME在行星际传播期间广州多方向闪烁望远镜观测台站在几个方向记录的银河宇宙线强度变化的特征,并做了简要的分析.
空间飞行器近尾区内场的塌缩和密度空洞的形成
马善钧, 程小金
2002, 22(4): 314-320. doi: 10.11728/cjss2002.04.314
摘要(1708) PDF 723KB(1000)
摘要:
利用数值模拟计算的方法,研究了运动飞行器与周围等离子体,在近尾区内非稳态非线性相互作用问题,得到了场和密度扰动的分布.结果显示,由于场的塌缩效应,在飞行器的近尾区,形成了可以被探测到的密度空洞和电磁孤波.通过对这种密度空洞和电磁孤波的探测,可以跟踪探测具有隐身特性的飞行器的轨迹.
典型电离层多普勒记录及其讨论
肖佐, 刘凯军, 张东和
2002, 22(4): 321-329. doi: 10.11728/cjss2002.04.321
摘要(1815) PDF 751KB(990)
摘要:
由于地面电离层多普勒频率偏移测量具有时间连续、设备相对简便等固有特征,它特别适合于扰动监测.本文在整理北京大学电离层高频多普勒台站观测资料的基础上,给出了一些典型电离层多普勒效应观测现象,这些现象反映了多普勒频移对电离层Es,声重波,不规则结构及耀斑引起的突然扰动等的响应,表明多普勒资料的细致分析对电离层形态学研究有其特殊意义.利用IRI模型,对多普勒频移的太阳耀斑效应及电离层不规则结构对多普勒频移的影响进行了模拟计算,理论结果与观测基本一致,从而大体上解释了这些响应的物理机制.论文最后对观测到的一种特殊的记录类型--S型描迹的具体成因作了详细的分析和讨论,指出在一定条件下,以一定相位速度水平传播的声重波可以产生这类记录,给出了相位速度和振幅等声重波参数与记录描迹形状的关系,这对从多普勒频移记录推演电离层中的波动特征有一定的帮助.
温度扰动激发的重力波波包非线性传播过程的数值研究
黄春明, 张绍东, 易帆
2002, 22(4): 330-338. doi: 10.11728/cjss2002.04.330
摘要(1734) PDF 1056KB(899)
摘要:
采用谱配置方法建立了一个中层大气扰动传播的全非线性动力学数值模型,利用该模型对具有高斯分布的波状温度扰动在可压大气中的演变和传播过程进行数值模拟.模拟结果表明:温度扰动很快就会激发出两支重力波波包,其中一支向上传播,而另一支则向下传播;这两支重力波波包的传播路径与线性理论给出的射线路径有些差异.进一步的数值分析则表明,给定的温度扰动在经过了约3 h的演变后,完全转化为波动,在这个转化过程中,79%的扰动能量转化为波动能量.
大气重力波引起的突发钠层的模拟研究
谭辉, 万卫星
2002, 22(4): 339-345. doi: 10.11728/cjss2002.04.339
摘要(1873) PDF 638KB(1020)
摘要:
应用钠原子和中性大气分子的质量连续性方程来模拟突发钠层(SSL),垂直风场采用接近实际大气重力波的正弦行波模式,结果较好地反映了SSL的形成过程.SSL的形成时刻在5 15 min之间并可持续到30 min之后,形成高度大约在90-100 km之间,峰宽为0.5-2km之间,这些都与实际观测SSL的特点相符.同时还进一步地研究了当重力波参数(主要指垂直波长和周期)、风速以及常态钠层半宽度发生变化时SSL的变化趋势.
微重力效应的物理解释及其应用
奚日升
2002, 22(4): 346-356. doi: 10.11728/cjss2002.04.346
摘要(1659) PDF 992KB(1056)
摘要:
讨论了微重力效应及其分子物理学解释,万有引力的单极性决定了它的累积性和宏观性,重力对自由分子的影响是微乎其微的,然而在流体,特别是在液体内部的具体条件下,重力对流体内部分子集团产生明显影响,以宏观的静压强形式表现出来.而当重力变小,变微,流体内部的静压强也就趋于消失,由静压强产生的二级现象,如异相沉降或浮泛,同相的浮泛对流,液体自约束成球形,也就消失,这些就是微重力的一,二级物理效应.本文认为,Bossinesq近似对于流体而言实质上是线性热力学假设或近平衡态假设,可以用初始平衡态的物性参量表征临界点时的无量纲数.提出一种重力消失诱发非平衡态向平衡态蜕变的猜想,从文中导出的瑞利数Ra的表达式可以看出,重力加速度的消失,可以使瑞利数的值从远离平衡态的湍流蜕变到稳定流动的瑞利-贝纳对流胞,甚至是没有宏观流动的平衡态.最后,将本文给出的理论解释模型应用到空间材料加工所需微重力水平的估算、空间材料加工工艺的微重力利用准则和空间装置中气体自然对流传热状态模拟的低真空和微重力的互换性方面.
轨道机动过程中推力加速度的在线最小方差估计
李恒年, 李济生, 黄永宣
2002, 22(4): 357-362. doi: 10.11728/cjss2002.04.357
摘要(1756) PDF 476KB(1262)
摘要:
定位和跟踪空间机动目标时,对目标运动建模受发动机推力的不确定性影响,通过统计处理离散的雷达观测数据实时估计发动机的推力,进而定位和跟踪机动目标便是本文所要研究和解决的问题.本文在地心惯性系建立了常推力轨道机动过程中连续变质量运动模型和离散雷达量测模型,机动过程中质量秒耗量和排气速度作为表征轨控发动机推力的两个近似常量,应用扩展卡尔曼滤波对离散雷达测量数据进行序贯统计处理得到发动机推力的最小方差估计;文中详细地给出了线性化量测模型的变分方程和观测矩阵;仿真结果表明该算法能快速、准确地在线估计轨控发动机的等效推力.
确定无陀螺卫星姿态的二阶非线性滤波算法研究
林玉荣, 邓正隆
2002, 22(4): 363-371. doi: 10.11728/cjss2002.04.363
摘要(1691) PDF 736KB(942)
摘要:
应用基于二阶泰勒级数近似得到的非线性滤波技术,设计了利用星敏感器矢量观测信息确定无陀螺三轴稳定卫星姿态的二阶非线性滤波算法.结合矢量观测的特点,分别讨论了单矢量观测信息与多矢量观测信息的处理方法,并把QUEST算法作为矢量观测数据压缩技术有效地结合进姿态估计器中,使得多矢量观测情况下的滤波修正算法得到了简化.仿真测试结果证明,二阶非线性姿态估计器的滤波性能要优于传统的扩展卡尔曼滤波姿态估计算法.
带柔性附件的中心刚体的频率特性及实验研究
杨辉, 洪嘉振, 余征跃
2002, 22(4): 372-380. doi: 10.11728/cjss2002.04.372
摘要(1587) PDF 853KB(1008)
摘要:
从力学基本原理出发,利用有限元方法建立了由中心刚体和柔性梁组成的这类卫星-帆板模型的动力学方程,研究了该系统的刚-柔耦合频率特性,详细讨论了刚柔刚度比K’和刚柔惯量比J’对系统的频率的影响.同时利用气浮台动力学全物理仿真测试实验平台,对该刚柔耦合系统进行了动力学测试,验证了理论模型及分析的正确性.理论研究和实验结果均表明,不同的K’和J’对系统的频率有较大的影响,并且系统的主导频率会发生转移.这些为卫星等航天器的设计提供了一定的依据.

期刊介绍

ISSN 0254-6124       CN 11-1783/V

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