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航天器相对运动的教学设计与思政实践 被引量:1
1
作者 祁瑞 《力学与实践》 2024年第3期636-642,共7页
航天器相对运动研究两个及以上航天器在太空中相对彼此的运动特性,在空间交会对接和空间站建设运营等领域有着广泛的应用。相对运动的教学工作面临理论公式繁多、运动特性反直觉、思政案例难设计等挑战。课程负责人设计了“历史背景—... 航天器相对运动研究两个及以上航天器在太空中相对彼此的运动特性,在空间交会对接和空间站建设运营等领域有着广泛的应用。相对运动的教学工作面临理论公式繁多、运动特性反直觉、思政案例难设计等挑战。课程负责人设计了“历史背景—基础理论—思想实验—课堂讨论—编程实践—工程案例”的教学流程和方法,并在其中穿插融入了人类交会对接成就史和月球采样返回的中国方案等思政案例。教学实践表明,该教学和思政设计能有效提升学生的学习成效,使得思想政治教育与专业知识教育相辅相成。 展开更多
关键词 航空航天 航天器 轨道动力学 相对运动 课程思政
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航天器编队飞行相对运动轨迹优化方法综述
2
作者 陈丹鹤 何敬源 +1 位作者 刘幸川 廖文和 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期325-340,共16页
针对航天器编队飞行过程中存在的轨迹优化问题,首先系统综述其多种相对运动动力学模型,分类比较模型的特点,并考虑航天器运动环境和不同求解方法阐述编队轨迹优化问题。在建立数学优化模型的基础上描述该问题的一般形式,提出了航天器编... 针对航天器编队飞行过程中存在的轨迹优化问题,首先系统综述其多种相对运动动力学模型,分类比较模型的特点,并考虑航天器运动环境和不同求解方法阐述编队轨迹优化问题。在建立数学优化模型的基础上描述该问题的一般形式,提出了航天器编队飞行相对运动轨迹优化问题的难点。综述航天器编队飞行构建或重构任务中轨迹优化问题的求解方法,总结分析其优缺点,并介绍常用的数学求解工具。最后,提出值得深入研究的关键技术需求和航天器编队飞行未来发展的重要方向。 展开更多
关键词 航天器编队 编队控制 相对运动 协同控制 轨迹优化
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1999年中国台湾集集M_(W)7.6地震跨断层场地相对运动
3
作者 徐龙军 吕淼 +2 位作者 张恒 于越 谢礼立 《地震学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期425-441,共17页
为了获得近断层地震动准确的残余位移信息,提出了一种变步长网格搜索地震动基线校正方法。首先基于1999年我国台湾M_(W)7.6集集地震强震动数据,探讨了近断层地震动的位移特征,然后通过地震动时程初始时刻的校正获得了集集地震多组上、... 为了获得近断层地震动准确的残余位移信息,提出了一种变步长网格搜索地震动基线校正方法。首先基于1999年我国台湾M_(W)7.6集集地震强震动数据,探讨了近断层地震动的位移特征,然后通过地震动时程初始时刻的校正获得了集集地震多组上、下盘台站之间的相对运动时程数据,分析了分别靠近断层上、下盘场地之间相对运动的位移时程特征。结果显示:近断层地震动的滑冲效应显著,断层的平均滑冲速度可高达1.4 m/s;断层两盘间的相对运动类似于近断层地震动的运动特征,且幅值更大;近断层的残余位移约是断层两盘间最大相对位移的80%. 展开更多
关键词 1999年集集M_(W)7.6地震 近断层地震动 跨断层场地 相对运动 断层作用
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HEO轨道卫星相对运动建模与编队构形设计
4
作者 刘笑 梁巨平 +3 位作者 张宏兴 王禹 周泽亚 尹俊雄 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第4期75-86,共12页
随着全球卫星组网编队飞行技术成熟应用,通过卫星之间基本运动方程进行相对运动求解,各种编队构型设计已经成为一种发展趋势.建立了基于相对轨道根数偏差的相对运动模型,理论推导了二阶近似条件下的适用于大偏心率椭圆轨道的相对运动方... 随着全球卫星组网编队飞行技术成熟应用,通过卫星之间基本运动方程进行相对运动求解,各种编队构型设计已经成为一种发展趋势.建立了基于相对轨道根数偏差的相对运动模型,理论推导了二阶近似条件下的适用于大偏心率椭圆轨道的相对运动方程,并进一步分析了二阶项的精度.在二体假设下,使用近地点真近点角差取代平近点角差作为编队构型设计输入,对多种不同初始轨道根数差条件下的典型编队构型进行了设计以及构型特征分析.对编队构型设计的正确性进行了仿真验证,并分析了从二体假设推广到含摄动情况的适用性,结果表明本文推导的椭圆轨道相对运动方程和编队构型设计正确有效. 展开更多
关键词 椭圆轨道 真近点角差 二阶相对运动误差 编队构型设计
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应用相对运动原理巧解多天体动态观测问题探析——以日食、月食和水星凌日为例
5
作者 方晴雯 《地理教育》 2024年第1期45-48,共4页
动态天体视运动是指叠加了时间属性的天体观测,不再是单一考查某一时刻的天象,开始关注天体位置随时间的变化。难度更大的动态天体观测是探讨多个天体间相对位置的变化。日食是从太阳西缘开始、东缘结束,水星凌日是从太阳东缘开始、西... 动态天体视运动是指叠加了时间属性的天体观测,不再是单一考查某一时刻的天象,开始关注天体位置随时间的变化。难度更大的动态天体观测是探讨多个天体间相对位置的变化。日食是从太阳西缘开始、东缘结束,水星凌日是从太阳东缘开始、西缘结束,月食是从月球东缘开始、西缘结束,这三种天象的视运动方向不同与地心视角下的天体公转方向不同有关,采用相对运动原理结合视运动图示可以清晰直观地反映出来。 展开更多
关键词 日食 月食 水星凌日 相对运动 多天体动态观测
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巧用“相对运动”解决动力学问题
6
作者 肖静 《高中数理化》 2024年第16期21-22,共2页
随着高考风格的逐年变化,对动力学问题的情境分析,以及运算能力的要求也逐年提高.如何在有限的时间,提高做题的速度和准确率,是学生在物理复习时的重点和难点.在某些动力学问题中如果采用“相对运动”的解题方法,往往能够得到事半功倍... 随着高考风格的逐年变化,对动力学问题的情境分析,以及运算能力的要求也逐年提高.如何在有限的时间,提高做题的速度和准确率,是学生在物理复习时的重点和难点.在某些动力学问题中如果采用“相对运动”的解题方法,往往能够得到事半功倍的效果. 展开更多
关键词 相对运动 动力学问题 解题方法 物理复习 运算能力 问题的情境 高考 做题
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“相对运动”思想在动态数学题中的妙用
7
作者 吴菊芬 《数学之友》 2023年第15期67-70,共4页
从2011版课标延续到2022版课标,对初中阶段的学生共同提出的要求就是培养学生的创新意识,而运动型试题所考查的知识与能力恰能很好地体现课改精神.运动变换类问题是中考的热点问题,有些棘手的动态问题如果利用“相对运动”思想,就能巧... 从2011版课标延续到2022版课标,对初中阶段的学生共同提出的要求就是培养学生的创新意识,而运动型试题所考查的知识与能力恰能很好地体现课改精神.运动变换类问题是中考的热点问题,有些棘手的动态问题如果利用“相对运动”思想,就能巧妙地将问题转化为学生熟悉的数学模型,使问题迎刃而解. 展开更多
关键词 创新意识 相对运动 转化 运动型问题
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相对运动等离子体平板与电磁波相互作用研究 被引量:2
8
作者 满良 邓浩川 +2 位作者 薄勇 肖志河 杨利霞 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期164-172,共9页
高超声速飞行器在飞行过程中,由于高温高压的作用,会在飞行器表面形成一层等离子体鞘层,飞行器及其等离子体鞘层相对于地面测控中心做高速相对运动,对目标物电磁回波会带来严重影响.此外,等离子体鞘层的时变特性,也会对目标物雷达回波... 高超声速飞行器在飞行过程中,由于高温高压的作用,会在飞行器表面形成一层等离子体鞘层,飞行器及其等离子体鞘层相对于地面测控中心做高速相对运动,对目标物电磁回波会带来严重影响.此外,等离子体鞘层的时变特性,也会对目标物雷达回波进行调制,使测控中心难以识别、跟踪目标.本文利用Lorentz-FDTD方法研究了相对运动等离子体鞘层与电磁波之间的相互作用,并分析了等离子体鞘层的相对运动特性和时变特性对电磁波造成的影响,发现运动的时变等离子体除了对电磁波造成多普勒频移外,还会对入射波频谱进行调制. 展开更多
关键词 时域有限差分 LORENTZ变换 相对运动 时变等离子体
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基于非线性相对运动方程的碰撞规避机动规划方法
9
作者 李佩钰 杨震 罗亚中 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第5期581-589,共9页
针对空间目标数量急剧增加带来的航天器碰撞风险增加问题,提出基于解析非线性相对运动方程的碰撞规避机动规划方法。首先,基于航天器控前飞行轨迹的精密星历及相对运动坐标系下的解析非线性相对运动方程,建立控后飞行轨迹的快速构建方法... 针对空间目标数量急剧增加带来的航天器碰撞风险增加问题,提出基于解析非线性相对运动方程的碰撞规避机动规划方法。首先,基于航天器控前飞行轨迹的精密星历及相对运动坐标系下的解析非线性相对运动方程,建立控后飞行轨迹的快速构建方法;其次,利用两目标接近数值分析算法,基于等效距离指标对航天器控后飞行轨迹与已编目空间目标的碰撞风险进行快速评估;最后,以变轨时刻及半长轴控制量为优化变量,以总速度增量最小为目标函数,以控后飞行轨迹的接近距离大于给定门限值为约束条件,建立碰撞规避机动优化模型。通过对实际任务背景的算例分析表明,提出方法得到的碰撞规避机动方案可有效降低碰撞风险。 展开更多
关键词 轨道控制 机动规划 碰撞规避 非线性相对运动
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以科研能力培养为导向的大学物理课堂设计--以“相对运动”的教学设计为例 被引量:1
10
作者 李品钧 《物理通报》 CAS 2023年第1期7-12,共6页
以“相对运动”教学设计为例,阐述如何通过调动学生的归纳思维、形象思维和发散思维来构建有深度、有广度且有趣味性的优质物理课堂,有效衔接学生从中学物理向大学物理的过渡,从而实现学生科学素养和科研能力的提高.教学实践表明,利用... 以“相对运动”教学设计为例,阐述如何通过调动学生的归纳思维、形象思维和发散思维来构建有深度、有广度且有趣味性的优质物理课堂,有效衔接学生从中学物理向大学物理的过渡,从而实现学生科学素养和科研能力的提高.教学实践表明,利用“相对运动”的概念来解释弹弓效应是一个绝佳的思维训练选题,不仅对高中和大学普通物理的衔接教学起到很好的参考作用,经深化和拓展以后还可以用于解释冲浪中的加速机制、光和声波的多普勒效应、磁力弹弓、宇宙射线的加速机制等等. 展开更多
关键词 相对运动 归纳思维 形象思维 发散思维 弹弓效应
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非合作航天器相对运动估计的混合滤波器设计方法
11
作者 卢山 张世源 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期764-773,共10页
针对空间非合作目标的相对状态估计问题,利用星上量测设备获取的目标飞行器形心的相对状态信息,建立了非合作航天器相对运动的轨道-姿态一体化滤波模型,同时研究适用于非线性滤波问题的混合阶球面单形-径向容积卡尔曼滤波算法(MSSRCKF)... 针对空间非合作目标的相对状态估计问题,利用星上量测设备获取的目标飞行器形心的相对状态信息,建立了非合作航天器相对运动的轨道-姿态一体化滤波模型,同时研究适用于非线性滤波问题的混合阶球面单形-径向容积卡尔曼滤波算法(MSSRCKF)。针对该模型状态方程中包含部分线性项、且与非线性项解耦的特性,将应用于线性系统的卡尔曼滤波器(KF)与MSSRCKF进行了融合,提出了线性-非线性混合卡尔曼滤波器(LNLKF)。该滤波器能够对一个滤波方程中线性与非线性的状态变量分别采用与之对应的滤波方式进行处理,有效避免了计算成本的浪费。最后,将L-NLKF应用于非合作航天器的相对状态估计,并与MSSRCKF进行比较分析。仿真结果表明,L-NLKF在保证计算精度的前提下,计算量明显低于MSSRCKF。 展开更多
关键词 非合作航天器 相对运动 球面单形-径向准则 混合卡尔曼滤波
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相对运动中一类质点运动方程的同伦摄动解
12
作者 姜文安 刘若冰 +1 位作者 顾叶彤 李浚超 《力学与实践》 北大核心 2023年第6期1399-1402,共4页
相对运动中质点的运动方程大多数是非线性的,其精确显式求解是一个难点。本文基于同伦摄动分析方法,研究了相对运动中一类质点运动非线性微分方程的近似显式解。先构造了系统的同伦方程,再结合Lindstedt–Poincare方法和系统的初始条件... 相对运动中质点的运动方程大多数是非线性的,其精确显式求解是一个难点。本文基于同伦摄动分析方法,研究了相对运动中一类质点运动非线性微分方程的近似显式解。先构造了系统的同伦方程,再结合Lindstedt–Poincare方法和系统的初始条件,推导了系统自由振动的固有频率,求解了系统的位移近似响应,并通过数值仿真验证了理论分析解的正确性,为相对运动的质点运动方程求解提供了一种新的求解方法。 展开更多
关键词 理论力学 相对运动 非线性 同伦摄动
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巧借相对运动原理,妙解数学动点问题
13
作者 李斌 《数学教学通讯》 2023年第8期83-85,共3页
纵览近些年的数学中考试题,动点问题常出现在压轴的位置.此类问题具备综合性高、分值大等特点,对学生的基本功要求较高.不少学生遇到此类问题常常唉声叹气,感觉力不从心.鉴于此,文章以翻折(轴对称)、平移、旋转三类动点问题的解决为例,... 纵览近些年的数学中考试题,动点问题常出现在压轴的位置.此类问题具备综合性高、分值大等特点,对学生的基本功要求较高.不少学生遇到此类问题常常唉声叹气,感觉力不从心.鉴于此,文章以翻折(轴对称)、平移、旋转三类动点问题的解决为例,具体谈谈如何巧借相对运动原理,妙解数学动点问题. 展开更多
关键词 动点问题 相对运动 解题
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例谈相对运动类连接体问题的处理方法
14
作者 赵芹芹 《高中数理化》 2023年第16期32-33,共2页
连接体问题是物理问题中的重要类型.当连接体间有相对运动时,要考虑它们的位移关系、速度关系、加速度关系以及受力关系.1相向运动类.相向运动类连接体问题中,两物体的运动方向相反,两物体的运动速度和加速度大小相等、方向相反,两物体... 连接体问题是物理问题中的重要类型.当连接体间有相对运动时,要考虑它们的位移关系、速度关系、加速度关系以及受力关系.1相向运动类.相向运动类连接体问题中,两物体的运动方向相反,两物体的运动速度和加速度大小相等、方向相反,两物体的位移大小相等、方向相反,解答该类问题一般采用隔离法. 展开更多
关键词 相向运动 相对运动 连接体 隔离法 位移关系 加速度 例谈
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借力“相对运动”,助解“几何变换”
15
作者 杨宗丽 《数理天地(初中版)》 2023年第15期25-27,共3页
“几何变换”是初中阶段图形与几何领域的重要内容,包括平移、旋转、轴对称.“相对运动”则是物理学中的名词,是指某一物体对另一物体而言的相对位置的连续变动.对于同一个运动,选择不同参考系,运动情况是不一样的.本文撷取教学实践中... “几何变换”是初中阶段图形与几何领域的重要内容,包括平移、旋转、轴对称.“相对运动”则是物理学中的名词,是指某一物体对另一物体而言的相对位置的连续变动.对于同一个运动,选择不同参考系,运动情况是不一样的.本文撷取教学实践中几例“几何变换”问题,介绍如何借力“相对运动”助解“几何变换”,旨在拓宽解决问题视野,增强跨学科解决问题能力. 展开更多
关键词 相对运动 几何变换 转化思想
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气体分子平均相对运动速率的推导 被引量:3
16
作者 刘伟涛 张婷 李承祖 《大学物理》 北大核心 2011年第12期36-37,共2页
从相对速度的定义和气体分子的速度分布律出发,分别得到了气体分子相对运动速度和速率的分布律,简洁的给出了平均相对运动速率和平均速率之间的关系.
关键词 气体分子 相对运动速度 平均相对运动速率
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用非结构动网格方法模拟有相对运动的多体绕流 被引量:38
17
作者 郭正 李晓斌 +1 位作者 瞿章华 刘君 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期310-316,共7页
发展了用于模拟有相对运动的多体非定常绕流 ,并计算由流场决定的外弹道的数值方法。该方法采用非结构动网格 ,显式NND有限体积格式 ,求解非定常Euler方程 ,并耦合了刚体动力学方程。作为例证 ,计算了俯仰振动的NACA0 0 12翼型绕流 ,计... 发展了用于模拟有相对运动的多体非定常绕流 ,并计算由流场决定的外弹道的数值方法。该方法采用非结构动网格 ,显式NND有限体积格式 ,求解非定常Euler方程 ,并耦合了刚体动力学方程。作为例证 ,计算了俯仰振动的NACA0 0 12翼型绕流 ,计算结果与实验及文献结果吻合。最后 ,整个策略用于计算二维机翼 外挂物分离流场 ,并确定了外挂物下落轨迹。 展开更多
关键词 非结构动网格 相对运动 多体非定常绕流 数值模拟 刚体动力学方程 NACA0012翼型绕流
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变质量非完整力学系统的相对运动动力学 被引量:17
18
作者 刘桂林 乔永芬 +1 位作者 张解放 梅凤翔 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第6期742-748,共7页
本文得到变质量非完整力学系统相对运动动力学的两种类型的运动方程——Euler-Lagrange形式的方程和Appell形式的方程。
关键词 力学系统 非完整 相对运动 动力学
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太阳帆日心悬浮轨道附近的相对运动 被引量:8
19
作者 龚胜平 李俊峰 +1 位作者 高云峰 宝音贺西 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期522-527,共6页
研究悬浮轨道附近的编队飞行问题,推导了悬浮轨道附近的相对运动方程.由于编队太阳帆之间的距离与帆到太阳的距离的比值为小量,将相对运动方程在悬浮轨道附近线性化,得到了线性化方程.基于该线性化方程,考虑了悬浮轨道附近的几种编队... 研究悬浮轨道附近的编队飞行问题,推导了悬浮轨道附近的相对运动方程.由于编队太阳帆之间的距离与帆到太阳的距离的比值为小量,将相对运动方程在悬浮轨道附近线性化,得到了线性化方程.基于该线性化方程,考虑了悬浮轨道附近的几种编队控制方法,只需通过调节太阳帆的姿态来进行简单的控制.其中包括一种被动编队控制策略,该控制策略具有实现简单、稳定区域大的特点,具有很好的工程应用前景.最后基于非线性方程对每种编队策略进行了数值仿真验证,数值结果表明该控制方法能实现编队. 展开更多
关键词 太阳帆 悬浮轨道 相对运动 编队飞行 被动控制
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相对运动速度对电刷镀镍镀层组织结构和性能的影响 被引量:7
20
作者 胡振峰 吕镖 +1 位作者 汪笑鹤 徐滨士 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期12-16,共5页
采用新型的内孔电刷镀技术对失效的发动机缸套内表面进行了再制造。利用SEM,XRD,TEM,显微硬度计和CETR显微磨损试验机,考察了不同相对运动速度下电刷镀镍镀层的组织结构和性能,并与传统电镀Watts Ni进行了对比。结果表明:镍镀层均为面... 采用新型的内孔电刷镀技术对失效的发动机缸套内表面进行了再制造。利用SEM,XRD,TEM,显微硬度计和CETR显微磨损试验机,考察了不同相对运动速度下电刷镀镍镀层的组织结构和性能,并与传统电镀Watts Ni进行了对比。结果表明:镍镀层均为面心立方结构,但电镀Watts Ni镀层表面粗糙,择优取向为(200)面,而应用电刷镀制备的镍镀层表面平整致密,无针孔、麻点等缺陷,择优取向为(111)面。随着相对运动速度从0.25m/s增加到1.00m/s,电刷镀层的(200)面择优取向逐渐降低,而(111)面择优取向逐渐增大;镀层的硬度由HV420增大到HV600,镀层的磨损失重由8.7mg降低到6mg。 展开更多
关键词 电刷镀 内孔 相对运动速度 组织结构 性能
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