多层次实践平台的建设与天文实践教学探讨

天文学是一门以观测为基础的学科.21世纪天文人才的培养和天文公共教育的发展,对天文教学的实践环节提出了不同层次的更高要求.近年来,北京师范大学天文系建设了多层次的天文实践教学平台,为天文专业和非天文专业、本科生和研究生等不同类型的学生,提供了有针对性的实践教学条件,在高素质天文人才培养和高质量天文公共课教学的实践环节中,进行了新的探索和尝试,取得了一批具有创新性和应用推广价值的教育教学成果.

LAMOST-K2天区矮星参数和APOGEE参数的比较

近十几年,越来越多的地面光谱巡天项目与空间测光数据结合用于研究星系和恒星.相关地面观测数据主要来自于如APOGEE,Gaia-ESO,GALAH,RAVE和LAMOST等项目.这些数据被用来获取准确的恒星大气参数和化学元素丰度.以上这些巡天项目的成功主要依赖于高效的光谱获取能力,以及所提供的高精度恒星参数.利用恒星光谱数据可以得到它们的有效温度、表面重力加速度、金属丰度和多种化学元素的丰度.基于这些恒星参数,可以估计确定恒星的质量和半径.这些参数有助于研究银河系的形成和演化.此外可靠的恒星质量和半径对于探测系外行星及其宿主星的性质有重要意义.比较两个数据库之间恒星参数可有效地估计光谱数据的质量,及了解不同数据库恒星参数的偏差.研究结果对改进光谱分析软件有重要作用.

机械臂角度传感器的电路设计与信号处理

针对月面采样机械臂中的角度传感器——旋转变压器,设计了数字解码电路。为解决电路中数字解码芯片AU6802N1的不足,提出一种可直接给出当前位置相对参考位置的角度解算方法。详细介绍了数字解码电路和角度解算方法的实现过程。通过机械臂腕关节的角度检测试验,验证了电路设计的合理性及角度转换方法的可行性。

食双星DS Psc的观测与研究

捅要从2009年到2014年,对食双星DS Psc进行了多色测光和光谱观测,得到了完整覆盖的B、V、R 3色光变曲线以及一批新的光变极小时刻,并首次确定了该双星系统的光谱型.综合已有极小时刻数据,采用O-C方法进行周期分析,得到了新的轨道周期及历元公式.利用Wilson-Devinney方法,对观测所得光变曲线作了拟合分析,首次得到了该双星系统的测光轨道初解.结果表明DS Psc为一个光谱型约为G7V的过相接双星系统.其轨道倾角为66.6°,质量比为2.506.由于其小质量的次子星具有比大质量主子星更高的表面温度,因此DS Psc应属于W次型的W UMa型双星.

南极太阳系外行星搜寻与Kepler行星TTV研究

南极AST3望远镜研究将会获得南天极附近天区恒星长时序高精度的测光数据。从这些数据里,我们可以通过探测行星掩星信号来搜寻太阳系外行星,也可以根据多次掩星之间的间隔变化(TTV)来确认多行星系统。2013年度,我们处理了CSTAR2008年的i波段数据,剔除了数据类几种类型的误差,将精度提高到1%以下,从而能够有效发现木星尺寸的系外行星。经过搜寻,我们在南天极附近天区找到了10颗系外行星候选体。同时,我们使用时序更长的kepler测光数据,对kepler多行星系统内的行星候选体进行了分析,分两次证认了其中16个系统的32颗行星。对kepler行星TTV研究的经验,将被应用于南极AST3项目后续获得的时序测光数据上。

宁夏生产建设项目水土流失特征及其影响分级研究

分析生产建设项目水土流失特征及其影响分级,有助于规范和指导生产建设项目水土保持分类管理。通过收集宁夏回族自治区2017—2021年已验收的21种生产建设项目水土流失指标,分析其水土流失特征,采用主成分分析法和模糊聚类分析法等,结合专家咨询论证,进行生产建设项目水土流失影响分级。结果显示:露天煤矿的扰动地表面积、永久弃渣量、土石方挖填总量较大;农林开发工程的扰动地表面积、新增水土流失量、建设总工期和水土保持投资较小;其他电力工程(光伏项目)扰动地表面积最大,但永久弃渣量、土石方挖填总量等都较小;指标单元化后,露天煤矿单位面积的永久弃渣量、土石方挖填总量仍较大;生产建设项目水土流失影响分级后划分为重度影响类、中度影响类、轻度影响类3个等级。

2009年南极冰穹A的双色天光背景统计和分析

天光背景是天文台址的一个重要指标。利用2009年位于南极冰穹A的CSTAR望远镜两个波段的观测数据,对南极冰穹A的天光背景进行了统计和分析。结果表明约74%的g波段天光背景的ADU值小于每像素100/s;90.5%的r波段的天光背景的ADU值小于每像素100/s。在不考虑大气消光的情况下,定标后的结果为2009年冰穹A的观测数据中天光背景亮度的中值:g波段为19.9 mag/arcsec2,r波段为20.1 mag/arcsec2。

耀变体光学波段的微光变及能谱变化

耀变体在多个波段的微光变和能谱变化多年来是中外天文观测研究的热点课题。耀变体的微光变于20世纪60年代被发现,20世纪80年代以来发现很多源的微光变具有不同的特性,目前对其物理机制的认识和理论、模型的研究还处于发展阶段。该文总结了7个目前观测最多的耀变体(3C 66A,3C 279,3C 454.3,AO 0235+164,BL Lac,OJ 287,S5 0716+714)在光学波段的微光变和能谱变化的观测历史和最新进展,并对其理论模型作了简单介绍。

W UMa型食双星GM Bootis测光研究

GM Boo是一个已经被发现超过10年的短周期(约0.36天)相接双星。获得了GM Boo在2010到2015年新观测的多波段时序测光数据及其低色散光谱。从光变曲线中提取了19个新的光变极小时刻,并结合历史数据推导出该双星轨道周期增长速率d P/dt=1.06×10^(-7)d·y r^(-1)。Wilson-Devinney程序被用来分析GM Boo的测光轨道解。得出它是一个典型的W次型的过相接双星系统,其质量比约为q^1.22,相接度约为f^11%。模型中添加了2个黑子拟合不对称的光变曲线,说明此系统具有较强的活动性。

凤凰座SX型变星CY Aqr光变周期长期变化研究的新进展

通过对凤凰座SX型变星CY Aqr的观测测定了2个新的光变极大时刻,并利用文献中光变曲线资料得出了3个新的光变极大时刻.结合已发表的数据点,拟合得出新的极大时刻计算公式,并作出了O-C图.用新的数据检验现有的两种解释该星周期变化的理论表明轨道光时效应模型更为合理.

食双星仙女座BX轨道周期长时标变化的观测研究

通过对W UMa型食双星BX And的观测得到了6个新的光度极小时刻,结合文献中的光变极小时刻数据,得出了O-C图和演化模型新的拟合参数,以及更高精度的轨道解,首次提出BX And轨道周期的长期减小性,并对其中一种可能的物理机制进行了讨论.

天琴座RR型变星的Blazhko效应

Blazhko效应,即一部分天琴座RR型变星的光变曲线的振幅和/或相位调制,早在一个世纪之前就被发现了,但是其中的物理机制还是未知。自从发现Blazhko效应以来,天文学家已经对该效应做了大量的观测和理论研究。需要特别提到的是,借助空间望远镜,最近的研究已经发现大量Blazhko效应的新特性。全面综述最新的观测和理论结果,主要集中于过去十几年研究天琴座RR型变星及Blazhko效应的工作,以期对以后研究Blazhko效应有所帮助。

roAp星观测和理论研究综述

roAp星(快速振动的A型化学丰度特殊星)是一类处于主序阶段,表现出非径向高阶p模式振动的脉动变星。随着光学望远镜,尤其是空间光学望远镜的探测能力越来越强,越来越多的roAp星及其所具有的多种脉动模式被观测到,roAp星的观测和理论研究有了快速发展。综述了roAp星元素丰度特殊性、脉动激发理论、观测研究现状,总结了roAp星的观测特征及其星震学研究方面的进展,讨论了脉动激发机制等目前尚未解决的问题。

EPIC 202060577的双星解轨和物理参数研究

EPIC 202060577是一个包含B型子星的食双星系统.根据K2测光数据获得了45个次极小时刻,确定其轨道周期为1.019648 d并给出了历元公式.基于大天区面积多目标光纤光谱望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope,LAMOST^(1),又称郭守敬望远镜)的光谱数据,使用ROTFIT程序获得了目标系统的主星光谱型、有效温度、金属丰度与表面重力加速度,并计算得到了视向速度曲线.通过PHOEBE(Physics Of Eclipsing Binaries)建模程序和emcee(Affine Invariant Markov chain Monte Carlo Ensemble Sampler)拟合程序,对EPIC 202060577进行了轨道求解并分析了RossiterMcLaughlin效应对视向速度曲线的影响.最终结果表明EPIC 202060577是一个质量比q=0.11的分离结构食双星系统(q=M_(2)/M_(1),M_(1)、M_(2)分别为主星和伴星质量),主星的光谱型为B2/3,主星和伴星的质量、半径和有效温度分别为M_(1)=12.56M⊙和M_(2)=1.39M⊙,R_(1)=4.58Rsun和R_(2)=1.85Rsun,T1=18979 K和T2=8710 K,M⊙和Rsun分别为太阳质量和半径.根据所获得的物理参数,对EPIC 202060577的演化阶段进行了讨论.

基于天文台址条件提升LAMOST-Kepler/K2巡天项目的预研究

为充分利用Kepler空间望远镜2009年4月-2018年10月对约80万颗恒星的超高精度时序测光数据,LAMOST望远镜于2012和2015年分别开启了对Kepler(K1)和K2天区的低分辨率光谱观测,即LK1和LK2巡天项目.在统计了LK1和LK2项目的观测覆盖率之后,就台址条件优化对项目的提升进行了预研究.结果表明:截至2021年6月,LAMOST对K1天区目标星的覆盖率为43%,对K2天区可观测目标星的覆盖率为38%;如能将台址视宁度、天光背景,以及晴夜数这3个方面提升至品质较好的天文台址水平,则LAMOST对K1天区的覆盖率将在2个观测季后达到80%,对K2天区也将在4个观测季后达到70%.

空间星震学观测—国外项目与中国方案

介绍了恒星星震学研究的内容和目的以及国际上该领域的研究和最新进展 ,阐述了空间星震学观测的科学意义 ;在对国外空间星震学观测项目进行综述之后 ,提出了一个中国空间星震学观测方案。

黄土丘陵区县域土壤侵蚀定量研究

为了探讨黄土丘陵区彭阳县的土壤侵蚀状况,以彭阳县为研究区,2015年ZY-3遥感影像、NDVI、降雨量、DEM(25 m)、宁夏土壤普查数据等为数据源,结合GIS和RS,采用中国土壤侵蚀模型(CSLE)对彭阳县土壤侵蚀进行定量研究,从坡度、土地利用类型、植被盖度3个方面分析了研究区土壤侵蚀的空间分布特征。研究结果表明:(1)彭阳县年均侵蚀模数为1027.21 t/(km^2·a),年侵蚀总量为2.6×10^6 t,各侵蚀等级面积占比随侵蚀强度等级的增强而递减;(2)彭阳县土壤侵蚀与坡度密切相关,随着坡度的增加,土壤侵蚀加剧,且在坡度为15°~35°的区域侵蚀总量最大;(3)不同土地利用类型的水土保持效益为:耕地>林地>园地>草地>建设用地>其它用地>未利用地;(4)植被覆盖对土壤侵蚀的抑制作用显著。研究结果表明,定量研究彭阳县的土壤侵蚀状况,可为县域水土流失治理提供科学依据。

浅析水土流失危害及水土保持作用

水土资源对于每一个国家来说都是非常重要的，是人们赖以生存的根本，我国国民经济发展与水土保持有着直接的关系。如今，我国水土保持工作已经取得了一定的成效，区域治理的效果非常理想，水土流失得到了较好的控制，但我们也要居安思危，随着人口、环境、土地三者之间的矛盾日益突出，城市化进程不断加快，工业现代化的进程长足发展，水土保持工作仍面临较大的困境和压力。水土保持工作不仅关系到当前经济发展，而且也关系到子孙后代的幸福，所以我们应该将水土保持作为一项长期战略任务，坚持不懈搞下去。鉴于此，本文主要分析水土流失危害及水土保持作用。

扫路车宽吸嘴流场仿真分析及其设计改进

应用计算流体力学(CFD)方法对扫路车宽吸嘴内腔气固两相流进行仿真分析。采用Realizable k-ε湍流模型模拟气相,利用离散相模型追踪固相尘粒运动轨迹。原方案设计吸嘴的模拟结果表明,旋转式气流强度较弱,不利于气流携带尘粒进入吸口。吸嘴前部进风量大,后方进风量过小,不利于阻止尘粒向后方逃逸。为改善吸嘴内部流场,增加了吸嘴后部围板的宽度,并在两吸管下后方和吸嘴中部下方设计补气通道。尘粒运动追踪结果表明,改进吸嘴的吸尘效率比原方案吸嘴提高14.1%。实际路面吸尘试验验证了仿真分析的正确性。

扫路车清扫机构避让弹簧吊点设计与优化

扫路车清扫机构性能主要与其避让弹簧吊点设计位置有关。为了获得弹簧的受力大小和弹簧防止清扫机构摆动的力矩等反映机构性能的主要参数,对清扫机构进行了详细的受力和运动分析。采用本文方法对某扫路车清扫机构进行优化设计,优化方案弹簧产生的防摆动力矩明显提高。在不更改原有弹簧的条件下,防摆动力矩在扫刷无磨损初始状态和磨损至极限位置时分别提高29.8%和19%,有效地避免了清扫机构作业时摆动和提高了扫路车清扫作业效果。