星基并置轨道配置对地球自转参数解算的影响

为了进一步研究全球卫星导航系统(GNSS)和卫星激光测距(SLR)低轨卫星(LEO)星基并置对于地球自转参数(ERP)解算的贡献,综合评估星基并置轨道配置和空间连接误差对地球自转参数解算的影响:通过仿真实验,联合地面全球定位系统(GPS)、低轨卫星星载GPS,以及低轨卫星激光测距观测数据,分析低轨卫星轨道配置、空间连接误差对地球自转参数解算精度的影响。结果表明,ERP的估计精度受低轨星基并置站的轨道高度和倾角影响较为明显;相比于低轨道、低倾角卫星,高轨道、高倾角卫星对于极移参数的解算精度提升效果更为显著,这主要是得益于该轨道配置可提供更多的SLR观测数据;此外,空间连接误差分析结果表明,ERP对于低轨卫星SLR棱镜质心改正的误差更加敏感,特别是在Z向,2 cm的Z向SLR棱镜质心改正误差可使得极移X分量和Y分量的估计精度分别下降24%和14%。

阴阳离子表面活性剂对煤层自转向酸液的性能影响及优选

针对煤矿粉尘污染严重问题,研究了煤层OAPB自转向酸液均匀布酸,从而提高煤体含水率,借助黏度、荷电性、官能团等方法研究了不同阴阳离子表面活性剂对自转向酸液增黏、润湿性能的影响规律,探究了性能变化的内部原因,并根据测试结果进行了优选。结果表明:阳离子表面活性剂会直接导致自转向酸液破胶,阴离子表面活性剂的添加使自转向酸液黏度增加;SSA/SDBS润湿性能较好,表面张力最低为24.12 mN/m;SSA/SDBS-16表面张力值总体较高,自身润湿性能差,对煤体的吸附性能也较弱;通过红外实验发现在SSA/SDBS作用下OAPB分子更倾向于形成氢键,并通过三轴渗流实验验证了自转向酸液的渗流效果。

类地行星低阶重力场、自转与内部圈层结构研究进展

低阶重力场和自转参数是类地行星内部结构的函数且指示着其物质成分与演化,一直是深空探测的首要目标.行星自转状态能够直接揭示行星核的密度和大小.随着深空探测数据的逐渐积累和精度的不断提高,低阶重力场和自转观测在行星内部结构,尤其是行星核方面的研究取得了一系列重要进展.本文首先介绍行星主惯性矩张量的基本理论与计算方法,接着介绍行星自转动力学基本理论以及与行星内部结构密切相关的行星自转简正模,并介绍利用低阶重力位系数求解行星主惯性矩张量的方法.本文还总结了利用有限的自转观测和低阶重力场观测确定行星平均密度和平均惯性矩的研究现状,以及反演行星内部结构的基本方法.最后,本文对目前利用低阶重力场、自转观测反演行星和小行星等内部结构方面存在的问题进行了总结与展望,希望为我国未来的深空探测计划提供科学参考与理论支持.

自转旋翼无人机的起飞控制研究

以某型自转旋翼无人机作为研究对象,针对自转旋翼无人机起飞过程中的难点,开展自转旋翼无人机的自主起飞控制策略研究,将起飞过程划分为预旋、三轮滑跑、两轮滑跑、离地爬升等多个阶段,并设计各过程的纵向与横侧向控制回路。通过综合仿真实验,验证了所设计控制策略的可靠性与可行性。

基于自转一阶非连续式微球双平盘研磨的运动学分析与实验研究

目的分析不同研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距和固着磨料粒度对微球精度的影响,确定自转一阶非连续式双平面研磨方式在加工GCr15轴承钢球时的最优研磨参数,提高微球的形状精度和表面质量。方法首先对自转一阶非连续式双平盘研磨方式微球进行运动学分析,引入滑动比衡量微球在不同摩擦因数区域的运动状态,建立自转一阶非连续式双平盘研磨方式下的微球轨迹仿真模型,利用MATLAB对研磨轨迹进行仿真,分析滑动比对研磨轨迹包络情况的影响。搭建自转一阶非连续式微球双平面研磨方式的实验平台,采用单因素实验分析主要研磨参数对微球精度的影响,得到考虑圆度和表面粗糙度的最优参数组合。结果实验结果表明,在研磨压力为0.10 N、下研磨盘转速为20 r/min、保持架偏心距为90 mm、固着磨料粒度为3000目时,微球圆度由研磨前的1.14μm下降至0.25μm,表面粗糙度由0.1291μm下降至0.0290μm。结论在自转一阶非连续式微球双平盘研磨方式下,微球自转轴方位角发生突变,使研磨轨迹全覆盖在球坯表面。随着研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距的增大,微球圆度和表面粗糙度呈现先降低后升高的趋势。随着研磨压力与下研磨盘转速的增大,材料去除速率不断增大,随着保持架偏心距的增大,材料去除速率降低。随着固着磨料粒度的减小,微球的圆度和表面粗糙度降低,材料去除速率降低。

不同组合模型的地球自转参数预报对比

以最小二乘法、小波去噪、小波神经网络和BP神经网络为基础,构建9种地球自转参数预报模型,并进行30 d短周期预报。结果表明,对于极移预报,基于BP神经网络的地球自转参数预报模型效果不佳,RMSE均大于1.5 mas;最小二乘与小波神经网络组合模型的预报效果最好,RMSE小于1.3 mas。对于日长变化预报,最小二乘与小波神经网络组合模型的预报效果不佳,RMSE均大于0.18 ms;小波神经网络预报模型预报效果最好,RMSE为0.07 ms。

深沟球轴承中球的自转规律研究

建立航空发动机高低压转子系统中深沟球轴承的拟静力学模型,运用Newton-Raphson法进行求解,分析载荷和转速对深沟球轴承内部载荷分布和球自转规律的影响。结果表明:深沟球轴承在转速不高时,径向力的改变对钢球自转角速度的影响不明显,而在转速较高时,随着径向力的增加,钢球自转速度逐渐增大;随着径向力的增加,承载区最外侧钢球的自转角速度比承载区内侧钢球的自转角速度增幅大;随着转速的增加,钢球的自转角速度增加。

1972—2022年地球自转速率的变化特性及其中的气候事件表征研究

作为反映地球自转速率累积变化的参数(世界时UT1-UTC)和时变特性的参数(日长变化ΔLOD),UT1-UTC在现实项目中有重要应用,而ΔLOD则主要用于科学研究,联合两者探讨地球自转速率变化的规律有重要的意义.本工作针对近50年的世界时观测数据分析其特性,重点关注近期出现的异常现象:2020年5月以来,地球自转趋势由原来的长期减慢逆转为加快;同时对日长变化序列进行分解,分析地球自转速率变化的可能激发源,并评估其中的气候因素对近期地球自转加快的贡献.结果表明,扣除其他影响因素后,日长年际项与气候变化指数表现出高度的一致性;近三年期间,检测到两次中等强度的拉尼娜事件以及第二次事件的延续,其对近期地球自转加快的贡献大约为9%.

关于太阳系中星球自转角动量的探讨

本文通过对太阳系中行星自转角动量的统计分析,作者引进了“背景角动量”这一概念,并发现该背景角动量与行星的自转角动量满足正相关关系.作者还提出自转角动量除了其旋转行为外还具有其它的原始行为,这种原始行为有可能告诉我们为什么地球自转角速度的数值为7.29×10^(-5)rad/s.

基于CONT观测资料解算地球自转参数精度分析

为比较不同时段和不同技术解算地球自转参数的差异,基于CONT08、CONT11、CONT14、CONT17和IVS-R1/R4定期观测的2008年、2011年、2014年、2017年数据进行地球自转参数解算。同时,利用与CONT观测同时段的GPS数据参与解算,并以IERS提供的EOP14 C04序列作为参考值进行精度评定。结果表明,CONT17与其他3组CONT观测值相比具有更高的极移解算精度,精度提升约40%,但UT1-UTC精度基本处于同一水平;CONT观测比其他类型VLBI观测数据具有更突出的优势,如极移精度提升约30%,UT1-UTC精度提升约45%;VLBI和GPS观测技术比较显示,前者在解算UT1-UTC上更占优势,而后者在解算极移上更占优势。

地球自转周期、极移和章动与全球强震关联分析

目前,人们还无法准确地预报地震。找到地震和某种物理量之间的关系,积极地研究地震的触发因素具有非常深远的意义。漂浮在软流层上的地球板块随地球一起转动,地球自转变化可能对强震有一定的触发作用。统计2000年以后全球MW7.9以上强震和地球自转周期、极移以及章动的关系,发现全球强震和大约13~15天的日长变化、大约一年周期极移变化以及十几天左右不规则章动有很强的关联性。通过贝叶斯公式分析,强震发生在日长变化拐点处的概率为随机概率的3倍,发生在极移X方向拐点处的概率为随机概率的6倍,发生在极移Y方向拐点处的概率为随机概率的3倍,发生在章动拐点处的概率为随机概率的2倍。这种拐点不是固定周期,它受到各种摄动因素而发生不规则漂移,全球强震往往发生在上述周期变化的拐点处。希望以上结论能对大地震预报提供有益的参考信息。

地球自转参数预报误差对天文测量影响的分析

由于地球自转参数(ERP)的滞后性,目前主要使用国际地球自转和参考服务IERS发布的Bulletin A(简称A公报)预报值进行解算,ERP预报误差对于天文测量的影响目前缺少系统的研究。为此,本文选取IERS 2015—2021近7年A公报的ERP参数对其长期预报及不同时间跨度预报误差分析,并以某站数字天顶望远镜观测结果为例,分析了ERP预报误差对于天文测量的影响。结果表明,随着时间的增加,预报精度越来越差,对于极移参数,1年跨度的预报误差值达到了0.021 as,预报误差对天文经、纬度及方位角的影响分别为0.045 as、0.041 as和0.042 as,完全满足一等天文测量的精度要求;而UT1-UTC预报精度是限制A公报精度的主要因素,60天UT1-UTC的预报误差值已达到了0.007 s,对天文经度的影响达到了0.379 as,已超出一等天文测量的精度要求。为了满足一等天文测量的要求,选取UT1-UTC预报值时,其时间跨度最大为40 d。

内旋自转旋流器数值模拟与试验研究

在旋流器对颗粒物料进行粗细分级时,短路流加剧了溢流跑粗现象,降低了旋流器的分离精度。为解决上述问题,设计了一种带有自旋叶轮结构的旋流器,依靠内旋流推动叶轮旋转,减少短路流量,强化旋流分离过程。为了论证设计思路的正确性,进行了数值模拟与物理试验,系统考察了内旋自转旋流器的流场特性及分离性能。结果表明,与常规旋流器相比,内旋自转旋流器的空气柱直径减小,叶轮下部区域减小更加明显,旋流器的有效分离空间增大;内旋自转旋流器切向速度增大,离心力场增强,轴向速度降低,颗粒分离停留时间延长,流场特性均向着强化分离过程的方向改善;内旋自转旋流器短路流流量减少,溢流产品-30μm含量提高了4.92个百分点,以-30μm计的综合分级效率高3.21个百分点。因此,内旋自转旋流器的溢流细颗粒回收率更高,溢流跑粗现象得到改善,旋流器分离性能得到提高。

合水油区自转防砂油气分离器应用效果浅析

在水平井开发中,伴随开发时间延长,井底流压发生变化,油井生产油气比逐渐上升,地层脱气、井筒气体影响造成地层供液能力下降、泵效下降,严重制约水平井高效开发。常用的封隔器式气锚无法满足部分高产、大油气比井的防气需要,为解决高沉没度水平井气体影响严重问题,对现有技术及工艺进行改良研究,使用自转防砂油气分离器,提高采收率,提高抽油泵效,现场试验取得一定效果。

环销间隙对涡旋压缩机防自转机构性能影响分析

针对涡旋压缩机环销防自转机构的动力特性问题,在建立环销机构模型的基础上,得到含间隙的环销机构运动与力学分析模型。通过建立的模型,对环销间隙和间隙误差引起的环销性能变化进行研究。结果表明:均匀间隙主要影响环销接触力与环销作用区间;间隙误差会造成自转角存在较大波动,且环销接触力分配不均。

无人直升机自转着陆功能设计

文章以单旋翼带尾桨的小型无人机作为对象,研究发动机在空中停车时的安全着陆问题。根据直升机自转飞行的经验,将自转着陆分成3个阶段,为无人直升机设计了自转着陆功能。为了使直升机触地速度降到最低,多次使用软化控制指令,并且巧妙地设计软化因子。实验表明,设计自转着陆功能能够使无人直升机在发动机停车的情况下安全着陆。研究成果对无人直升机的自转着陆问题有一定的参考意义。

几种改进的地球自转参数预报方法

地球的自转运动可通过极移、日长变化、岁差及章动来描述,上述参数称为地球定向参数(earth orientation parameter,EOP)。EOP包含了丰富的地球动力学信息,在卫星定轨、宇宙飞船跟踪、天文动力学、深空探测等领域有着非常重要的应用。受限于复杂的数据处理过程,空间大地测量技术获取的地球定向参数存在几小时甚至几天的滞后,然而某些实际应用需要实时获取地球定向参数数据,因此地球定向参数的预报研究具有重要的理论和实用价值。

光子TOA与自转频率误差对Crab脉冲星脉冲TOA估计的影响

为量化分析Crab脉冲星X射线波段光子到达时间(TOA)测量误差和自转频率误差对脉冲TOA估计的影响,仿真生成了13 200组带有不同光子TOA测量误差的光子TOA数据。采用含有不同大小自转频率误差的Crab脉冲星星历,通过历元折叠建立积分脉冲轮廓,与标准脉冲轮廓作互相关运算获得各组仿真观测的脉冲TOA测量误差,进一步计算出各误差参数组的仿真观测脉冲TOA测量误差均方根(RMS)。仿真结果表明,为使Crab脉冲星脉冲TOA短期测量精度达到30~300μs量级的要求,有效面积为6 000 cm^(2)和30 cm^(2)的探测器脉冲星自转频率误差均应小于3×10^(-6) Hz, 30 cm^(2)的探测器光子TOA的偶然误差同时应控制在500μs以内。

自转清洗扭带管对流传热强化机理的实验研究

具有传热强化功能的自转螺旋扭带清洗防垢技术发展较快。应用激光测速仪LDV(LaserDopplerVelocimeter)实验研究自转清洗扭带管内流体的湍流特性。结果表明 :在自转扭带的带动下 ,管内流体的流动结构发生了反常态的变化 ,在近管壁环形区域内流体的轴向分速度明显比管中心区域的高 ,轴向湍流度比无自转扭带时大 ;切向分速度随半径的增大而增大 ,并且存在很大的径向湍流度。这些结果初步说明了自转螺旋扭带管对流传热强化的机理是 :管内由扭带带动形成的强制旋流和轴向平行流叠加而形成的螺旋流动 ,以及近管壁环形区域内流速的增大 ,不仅加强了边界层流体的扰动以及边界层流体与主流流体的混合 ,并且使边界层厚度减簿 ,从而才使管内的对流传热得以强化。本文试验研究的结果为自转螺旋扭带管内对流传热强化机理的深入理论研究提供实验基础。

行星运动与太阳自转角速度22年周期变化

Tlatov(2007)研究认为,太阳活动和太阳磁场变化的22年周期,可能与太阳自转速度的变化有关.可是关于太阳自转速度为什么呈现出22年的变化周期,尚未见到有说服力的解释.本文通过对行星会合指数、行星系质心绕太阳系质心的运动、太阳绕太阳系质心运动以及太阳自转角动量变化的分析,发现行星系统的会合与相互背离,导致了太阳系质心与太阳质心的背离和靠近,从而引发太阳绕太阳系质心旋转角动量与太阳自转角动量的分离与叠加.由此认为,这两种角动量间的转换是太阳自转角速度呈现22年周期性变化的原因.太阳自转速度极小值对应于行星会合指数极大值;而太阳自转速度极大值对应行星会合指数极小值.其中平均11年左右为太阳自转加速期,另外11年则为太阳自转减速期.这一发现,可能为太阳活动与太阳磁场变化22年周期的成因机制的解释提供一个新的线索.