非牛顿流体通过均匀球体集合的流动

本工作对非牛顿流体通过均匀球体的集合进行了实验测定,从Happl模型出发,用有限元进行计算,并将实验与理论计算结果对照作了讨论。本文从理论上阐明较宽e范围内不同n值幂律流体的孔隙介质流动的规律,并根据实验结果讨论解释了粘性、弹性和切力变稀等流变性在孔隙介质流动中的作用。

均匀球体对直径转动惯量的四种求法

大多数普通物理教材中仅直接写出球体对其直径的转动惯量,而没有求解方法和过程,本文用四种不同的方法进行求解。

质量分布均匀球体对质点引力的探究

利用微积分和高斯定理证明质量分布均匀的球体,在计算万有引力时,可以把其看成质量集中在球心的质点来处理,并推论质量分布均匀的球壳对壳内质点的万有引力为零.

均匀球体泥沙典型分布状态及其起动流速研究

为了研究床面泥沙三维随机分布状态及其起动条件,将泥沙颗粒概化为三维球体,采用粒径为12mm的均匀玻璃球,在边长为150mm的立方体容器中进行了床面泥沙随机堆放试验.试验发现,床面泥沙存在3种典型分布状态,统计分析了3种状态各占的比例,建立了对应的泥沙起动力学平衡方程,推导出了3种模式泥沙瞬时起动流速公式.假定3种模式的暴露角均符合正态分布,将3种分布模式对应的起动流速影响函数加权平均,得到基于3种分布状态的泥沙综合起动流速公式.经实测资料验证,本文起动流速公式与不同泥沙粒径起动流速实测数据符合良好.

两种均匀球体场强的比较分析及其应用

近年高考中出现了“均匀球体”场（电场和引力场）的考查,本文就两种均匀球体场加以分析,得出在均匀球体外场强分布为平方反比律;其内部则成线性分布律,并对两种场加以比较,列举相关的图象、场强、场力方面的问题。

均匀磁化球体的磁力线方程

基于磁力线定义和均匀磁化球体周围的磁场分布,通过解算微分方程,推导出一个简单的磁力线簇公式,便于在地磁场研究中绘制均匀磁化球体的磁力线。

用不同的方法分析均匀带电球体的电势及场强

采用不同的方法分析均匀带电球体内、外的电势。然后根据静电场中电势与场强的关系计算球内、外的电场强度。

均匀带电半球体轴线上的场强分布求解探讨

对于均匀带电半球体,因电荷分布不具有高度对称性不能利用高斯定理求其轴线上的电场分布,采用场强叠加原理和电势梯度两类多种方法经严格地推导求出了其轴线上任一点电场强度分布的解析解,结果表明均匀带电半球体内外轴线上各个区域电场强度分布的解析解不同,虽然采用的方法不同,但是得到的结论是一致的.对于均匀对称分布的带电体,选取合适的电荷元,利用场强叠加原理求解场强分布比较简捷,而电荷非均匀对称分布利用叠加原理求解较困难时,可采用电势梯度求解.

给定密度随机数的生成的通用方法与球面和球体上均匀随机向量的生成法

本文首先介绍基于垂直概率密度表示的,给定密度函数的随机数生成的通用方法;然后介绍球面及球体上均匀随机向量的生成算法。

均匀带电半球体轴线上电势计算的微元选取探讨

对于均匀带电半球体,电荷分布不具有高度对称性,不宜利用定义法计算其轴线上的电势.采用微元法计算了其轴线上各个区域电势的表达式,并利用Matlab数值模拟计算,作出了电势随轴线坐标变化的曲线图,对微元法计算均匀带电半球体轴线上的电势中的电荷元的几种不同选取作对比分析,阐明了恰当选取微元,是应用微元法计算电势的关键,微元的选取是灵活多样的,根据电荷分布有体积元、面积元和线段元,应根据具体问题选取特定形状的微元.

从高斯定理看点电荷、均匀带电球壳及均匀带电球体周围电场分布

本文利用从大学物理中高斯定理的视角,解释点电荷、均匀带电球壳及均匀带电球体周围的电场分布情况,为高中物理教师进行场强求解和对均匀带电球壳场强突变等问题的分析提供了新的思路.通过一道高考题目,引导高中物理教师在教学过程中要避免＂照本宣科＂,学会从更高的角度认识中学物理知识和物理教学.

均匀带电球体的静电能

通过几种不同的方法计算和分析了均匀带电介质球体的静电能。

用场强迭加原理计算均匀带电球体的场强

用迭加原理计算一均匀带电球体的体内或体外任一场点处的场强。其结果与用高斯定理推演之结果是一致的。

微元法研究均匀球壳和球体的引力场分布

万有引力普遍存在于任意两个物体之间,但万有引力公式并不是普遍适用的,它只适用于两个质点之间,因为只有在质点的情况下“两者的距离”和“两者的连线”才有确切的含义。质量分布均匀的球壳和球体的引力场分布,通常利用微积分或高斯定理进行研究。为了降低对数学基础的要求,用微积分思想衍生出来的微元法实现降解,使之转化为低数学的物理问题。引力场分布的特点反映了平方反比规律的普遍性质,揭示出背后所隐藏的物理机制和深层次物理原理。

月球软着陆下降轨迹与制导律优化设计研究

对月球软着陆全过程三阶段下降轨迹和制导律进行了优化设计研究,结合工程实际给出了月球软着陆飞行轨迹初步方案。制动段基于均匀球体三维动力学模型,获得一种燃料次优解析制导律;该制导律通过单步优化得到了推力角控制量的解析形式,并在推力角中引入前馈项用以消除近月点初始偏差。接近段采用平面月球模型,利用重力转弯技术,得到了解析形式的最优开关制导律。着陆段以安全性为首要目标,基于垂直降落模型,采用程序控制策略,研究了等效连续变推力制导方法。最后,分别对三阶段下降轨迹和制导律进行了算例分析,给出了软着陆全过程飞行参数变化曲线。结果表明,软着陆下降轨迹和制导律方案的设计和优化是可行的。

月球软着陆制动段飞行轨迹与制导律研究

对自环月轨道开始的月球软着陆制动段飞行轨迹和制导律进行了研究。建立了统一的均匀球体三维软着陆模型,采用燃料次优解析制导方法,通过单步优化获得了局部最优的推力角解析式。同时,在推力角中引入前馈项,用于消除初始位置和速度偏差对软着陆的影响。对制动段飞行轨迹的仿真分析验证了制导律设计的有效性。

同震变形分析中不同地球结构模型差异性研究

顾及地球结构的非均匀性、分层和球体特性,定量研究了球体分层模型、球体均匀模型、半空间均匀模型分别作用于地震断层(走滑断层,逆冲断层)产生的地表同震变形的差异。计算结果显示,相对实际地球模型,利用半空间均匀位错模型计算的同震变形差异很大,大大超出现有高精度测量技术的精度。如果利用实测资料(例如GPS,VIBL,InSAR等高精度测量数据)进行反演研究,必须根据实际地壳构造情况考虑地壳分层结构的影响。

质心是引力中心吗?

在很多的教学参考用书和学习指导用书中经常出现这样的题目：一个质量为M的均匀球，半径为R，在距球心2R处有一质量为m的质点P，已知球对P的引力为F，若在球中挖去一个半径为1/2R的小球(如图)，则剩余部分对P的引力F多大?

引力距离为什么不能从质心计算

研究地面物体受力情况,经常可以认为质量集中于质心,进行整体分析.万有引力问题,是否可以对系统整体分析？以球体的挖补问题为契入点,结合历史文献,通过对引力距离表达式的分析,说明除均匀球体外,从质心计算引力距离,一般是不正确的.即万有引力问题,一般不能整体分析.进而具体分析了哑铃状物体、三星绕转等多个常见实例,并指出一般物体与上述模型的关系.最后,提出了对研究问题的启示.