太阳风电子在月表电磁场中的运动

月表磁异常区的分布是月球探测工程的重要内容. 但是由于月表电磁环境错综复 杂, 通常认为月球表面在特殊的空间天气条件下会带有数千伏电压. 以往的空间研究已经证实, 表面的带电与放电容易造成卫星仪器的异常或失联. 月表电场对电子 反射法有重要影响, 研究分析不同电磁条件下太阳风电子的运动轨迹,对月表环境 (电磁环境, 太阳风条件, 等离子体参数等)的研究可以更加深入细致. 通过模拟向月表运动的太阳风电子的运动轨迹, 分析了月表电磁环境的改变对太阳风电子反射 的影响, 并着重研究了月表电场对电子反射法遥感探测月表磁异常的影响, 为探测 月表电磁环境提供了重要的信息.     

空间机构地面重力补偿设备跟踪研究

由于飞行轨道上或其他星球上的重力环境与地球表面的重力环境差异很大,而在飞行前必须在地面确认机构在空间的性能和可靠性,这就要求在地面实现对空间机构实际工作时的空间重力环境的模拟,于是提出了对地面重力补偿设备的需求。文章对实现重力补偿的一般形式进行了介绍和分析,举例说明了常用的地面重力补偿设备的原理,总结归纳了地面重力补偿设备的设计原则和工程实施经验。     

微重力水电解槽两相热流动与水量分配数值模拟

建立了固体聚合物电解槽单体的三维两相流动模型和电解槽系统供水过程模型,对电解槽的供水、两相流动和温度场特性进行模拟仿真,分析放置方式和微重力环境等因素对其工作性能的影响.电解槽单体的数值模拟结果表明,在微重力条件下或者水平放置时,其内部速度场和温度场都分布均匀.但是采用竖直放置且水平供水方式时,电解生成的氧气在电解槽上部聚集,出现局部缺水现象.对电解槽系统供水过程的数值模拟结果表明,无论在地面还是微重力条件下,电解槽系统的水量分配都是不均匀的.水平放置时,电解槽系统内的电解槽单体进出口水量从底部至顶部先减少后增加;在竖直放置或微重力条件下,水量从其底部至顶部持续增加.     

新疆于田7.2 级地震前的电离层电磁扰动

利用法国DEMETER 卫星观测的电磁、等离子体等参量的观测数据分析了2008 年3 月21日新疆于田7.2 级地震前离子温度Ti、离子密度Ni、甚低频(VLF) 磁场等出现的异常变化. Ti分析显示震中区上空出现的突变信号在更大空间多次重复出现, 作为地震异常的信度不高. 通过多次重访轨道对比发现H+ 离子密度整体变化形态一致, 但夏秋季节的峰值变化幅度是冬春季节的1 倍. 通过把2008 年的数据与2007 年和2006 年同期的重访轨道数据进行对比, 发现2008 年在于田地震前1 个月左右Ni 在峰值区呈现了显著增强的变化趋势, 并一直持续到地震前, 2008 年2 月以后的峰值幅度是其他两年同期的~1 倍多. 对于磁场频谱数据, 抽取了震中区域上空2000 km 范围内多个轨道的单频(400 Hz)信息, 并在研究区域统一纬度空间(0~60°N) 进行了时间序列对比, 结果发现地震前2 日内震中区域上空400 Hz 谱密度增加了近一个数量级, 反映空间存在明显的VLF 电磁辐射现象. 对于3 月20 日极低频段(ELF) 三分量电磁场的矢量分析显示观测时段内存在一些左旋极化电磁信号, 反映了空间电离层离子密度变化伴随ELF 电磁辐射信息. 综合分析认为, 这次地震前各参量的变化过程与目前地震孕育及电离层耦合机理相吻合.     

非等间距显式算法在重力波非线性传播数值模拟中的初步应用

采用3阶TVD型显式时间积分方法,建立了2维可压缩大气中重力波非线性传播的非等间距显式数值模式.对小振幅重力波传播过程的模拟结果表明,该模式能够很好地再现小振幅重力波的传播过程,并能保持能量守恒关系和各扰动量之间的相位关系,与线性重力波理论预测的结果吻合很好.对有限振幅重力波的模拟结果表明,与格点数相同的等间距网格中的模拟结果相比,采用非等间距网格能够以更高的分辨率模拟重力波的不稳定传播直到破碎的整个过程;在非等间距网格中的模拟结果与在加密一倍的等间距网格中的模拟结果相同,说明了用非等间距网格模拟重力波的饱和与破碎过程是正确的,并且采用非等间距网格能够大大减少计算量.     

重力卫星星间高精度测距技术研究

卫卫跟踪(SST)技术是当前地球重力场测量最有价值和应用前景的方法之一.高精度星间测距系统是低低卫卫跟踪(SST-ll)重力卫星的关键有效载荷.GRACE卫星携带的K波段测距系统(KBR K Band Ranging System)是一微米量级的测距系统,通过处理高精度的星间距离和距离变化率数据,可以恢复出地球重力场.GRACE后续计划又提出了一种更高精度的激光干涉测距系统.在研究KBR及激光干涉测距系统测量原理的基础上,提出了一种KBR系统的基本结构,详细分析了两种测距系统的关键技术及国内目前的研究水平,提出了我国开展星间测距系统研究的一些建议.     

极区中层顶区域重力波谱的季节变化

使用MAP/WINE和MAC/SINE两次试验中测量的25m高分辨率水平速度数据和1km低分辨率温度数据,研究极区中层顶区域重力波谱的季节变化.温度的直接测量使计算的谱振幅和Richardson数更接近真实大气.结果显示,极区中层顶区域水平速度垂直波数谱的斜率和振幅存在相当大的变率,这些大的观测变率用各种饱和模式及普适垂直波数谱不能解释.然而平均垂直波数谱显示了明显的季节变化,在夏季,平均谱具有饱和特性;在冬季,平均谱具有非饱和特性.这意味着饱和过程存在于夏季而不是冬季.因此,夏季比冬季应有更强的湍流.这个结果与湍流季节变化的观测大致一致.从Brunt-Väisälä频率N和水平风切变计算的Richardson数Ri剖面也显示出季节差异,Ri<1/4的动力不稳定区出现在夏季,而Ri>0.4的稳定区出现在冬季.这些不稳定区与夏季谱结合很好,而稳定区则与冬季谱结合很好.