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力梯度辛算法在外限制性系外行星三体问题中的应用
1
作者
王雅茹
刘福窑
+3 位作者
王颖
孙威
郑晶晶
肖倩倩
《天文学进展》
CSCD
北大核心
2022年第3期364-381,共18页
旋转质心坐标系下的椭圆型外限制性系外行星三体问题的哈密顿方程含有坐标和动量的交叉项,并且显含时间变量,系统不再守恒,显式力梯度辛算法无法直接应用。对此,通过扩大相空间将非保守哈密顿系统变换为自治的哈密顿系统,并重新构造力...
旋转质心坐标系下的椭圆型外限制性系外行星三体问题的哈密顿方程含有坐标和动量的交叉项,并且显含时间变量,系统不再守恒,显式力梯度辛算法无法直接应用。对此,通过扩大相空间将非保守哈密顿系统变换为自治的哈密顿系统,并重新构造力梯度辛算法,实现力梯度辛算法在椭圆型外限制性三体问题中的应用。结果表明,构造的力梯度辛算法的精度优于非力梯度辛算法,并且优化后的力梯度辛算法的精度优于未优化的力梯度辛算法。此外,采用优化的力梯度算法,以及快速Lyapunov指数对椭圆型外限制性系外行星三体系统进行相空间扫描,获得了各参数对行星轨道动力学稳定性的影响。
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关键词
力梯度辛算法
椭圆型外限制性三体问题
系
外
行星
混沌
动力学稳定性
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职称材料
基于椭圆型限制性三体模型的借力飞行机理研究
被引量:
8
2
作者
乔栋
崔平远
尚海滨
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期36-43,共8页
针对星际探测中的借力飞行技术,基于椭圆型限制性三体模型,深入研究了借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。在椭圆型限制性三体问题的假设下,通过正向和逆向积分相结合的方法,重点研究了借力天体轨道偏心率和相位角对借力飞...
针对星际探测中的借力飞行技术,基于椭圆型限制性三体模型,深入研究了借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。在椭圆型限制性三体问题的假设下,通过正向和逆向积分相结合的方法,重点研究了借力天体轨道偏心率和相位角对借力飞行逃逸和俘获区域参数变化的影响,同时分析了借力天体轨道偏心率和相位角对借力飞行实现顺行轨道与逆行轨道转变区域参数变化的影响,并以地月系统引力参数为例,分析了借力天体分别对应不同轨道偏心率和相位角时,前向和后向飞越情况下,借力飞行对轨道能量和角动量的影响,总结出了相应的变化规律。这些研究对于借力飞行轨道的设计与应用具有重要的参考意义。
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关键词
椭圆型
限制性
三体问题
借力飞行
俘获与逃逸
顺行与逆行轨道
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职称材料
限制性三体问题共线平动点轨道近似解析解
被引量:
1
3
作者
周敬
胡军
张斌
《深空探测学报》
2020年第1期93-101,共9页
随着深空探测成为航天领域的研究热点,与其密切相关的三体问题基础研究也日益重要,尤其是在深空探测任务设计中处于基础地位的共线平动点附近运动的研究,更是具有重要的工程应用价值。在圆型限制性三体问题下,对共线平动点附近运动近似...
随着深空探测成为航天领域的研究热点,与其密切相关的三体问题基础研究也日益重要,尤其是在深空探测任务设计中处于基础地位的共线平动点附近运动的研究,更是具有重要的工程应用价值。在圆型限制性三体问题下,对共线平动点附近运动近似解析解的研究已经较为全面,但在更接近真实情况、更具一般性的椭圆型限制性三体问题下,相应的研究却相对较少。针对此背景,参考借鉴圆型限制性三体问题的研究方法,首先根据平动点的特性计算出平动点的位置,然后将非线性三体动力学模型在共线平动点处线性化,最后结合线性系统理论,获得了椭圆型限制性三体问题下共线平动点附近运动的近似解析解,并将其与经典的圆型限制性三体问题下的近似解析解进行对比分析,仿真结果证明了方法的有效性,同时也表明所推导的椭圆型限制性三体问题解析解相比圆型限制性三体问题解析解具有更高的精度。
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关键词
圆型
限制性
三体问题
椭圆型
限制性
三体问题
非线性系统
共线平动点
解析解
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职称材料
环在平面圆型限制性三体问题中对秤动点稳定性的影响
4
作者
倪彩霞
郑学塘
《北京师范大学学报(自然科学版)》
CAS
1983年第3期71-76,共6页
一、引言将两个主星体和小天体都看成质点的圆型限制性三体问题的秤动点的稳定性,Szebehely 作过详细讨论.自然界的多数天体都有一定扁率,也有些天体,如太阳系的木星、土星和天王星还带有光环.[3,4]就扁率摄动对限制性三体问题的秤动的...
一、引言将两个主星体和小天体都看成质点的圆型限制性三体问题的秤动点的稳定性,Szebehely 作过详细讨论.自然界的多数天体都有一定扁率,也有些天体,如太阳系的木星、土星和天王星还带有光环.[3,4]就扁率摄动对限制性三体问题的秤动的影响有过讨论.本文讨论了一主星体带环时对秤动点的稳定性的影响。
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关键词
秤动点
限制性
三体问题
带环
带谐系数
外
半径
引力势
质量参数
积分常数
侧石
线性化方程
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职称材料
三角平动点附近高阶解在轨道位置保持中的应用
被引量:
1
5
作者
雷汉伦
徐波
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期253-260,共8页
首先给出三角平动点附近的高阶解析解,并计算了三种特殊的运动类型。以日–地+月系三角平动点附近无长周期运动分量的拟周期轨道作为目标轨道,探讨轨道保持问题。针对三角平动点任务的轨道保持问题,我们研究了两种轨道保持策略,分别为...
首先给出三角平动点附近的高阶解析解,并计算了三种特殊的运动类型。以日–地+月系三角平动点附近无长周期运动分量的拟周期轨道作为目标轨道,探讨轨道保持问题。针对三角平动点任务的轨道保持问题,我们研究了两种轨道保持策略,分别为多点打靶轨道保持与重构目标轨道的策略。计算中,将轨道控制问题转化为非线性规划问题,并以优化方法求解。仿真表明优化方法在轨道保持问题求解方面非常有效。
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关键词
椭圆型
限制性
三体问题
实际轨道动力学模型
轨道位置保持
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职称材料
三维引力辅助机理分析
被引量:
3
6
作者
贾建华
王琪
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第7期981-986,共6页
针对星际探测中的引力辅助技术,通过引入两个参数,将平面椭圆型限制性三体模型拓展到三维椭圆型限制性三体模型.通过逆向与正向积分,得到引力辅助前后飞行器的能量和角动量,据此将引力辅助轨道划分为16种类型.深入讨论了这两个参数对轨...
针对星际探测中的引力辅助技术,通过引入两个参数,将平面椭圆型限制性三体模型拓展到三维椭圆型限制性三体模型.通过逆向与正向积分,得到引力辅助前后飞行器的能量和角动量,据此将引力辅助轨道划分为16种类型.深入讨论了这两个参数对轨道类型、轨道能量和轨道倾角的影响,总结出了相应的变化规律.以地月系统为例,针对不同任务要求,给出了通过月球引力辅助,实现地月系统俘获与逃逸的引力辅助参数的选择区域,并对引力辅助参数进行了优化.
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关键词
三维
椭圆型
限制性
三体问题
引力辅助
俘获
逃逸
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职称材料
题名
力梯度辛算法在外限制性系外行星三体问题中的应用
1
作者
王雅茹
刘福窑
王颖
孙威
郑晶晶
肖倩倩
机构
上海工程技术大学数理与统计学院
上海工程技术大学计算物理与应用研究中心
出处
《天文学进展》
CSCD
北大核心
2022年第3期364-381,共18页
基金
国家自然科学基金(U2031145,11803020,41807437)
上海工程技术大学研究生科研创新项目(20KY2107)。
文摘
旋转质心坐标系下的椭圆型外限制性系外行星三体问题的哈密顿方程含有坐标和动量的交叉项,并且显含时间变量,系统不再守恒,显式力梯度辛算法无法直接应用。对此,通过扩大相空间将非保守哈密顿系统变换为自治的哈密顿系统,并重新构造力梯度辛算法,实现力梯度辛算法在椭圆型外限制性三体问题中的应用。结果表明,构造的力梯度辛算法的精度优于非力梯度辛算法,并且优化后的力梯度辛算法的精度优于未优化的力梯度辛算法。此外,采用优化的力梯度算法,以及快速Lyapunov指数对椭圆型外限制性系外行星三体系统进行相空间扫描,获得了各参数对行星轨道动力学稳定性的影响。
关键词
力梯度辛算法
椭圆型外限制性三体问题
系
外
行星
混沌
动力学稳定性
Keywords
force gradient symplectic algorithm
elliptic external-restricted three-body problem
extroplanet
chaos
dynamical stability
分类号
P132 [天文地球—天体力学]
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职称材料
题名
基于椭圆型限制性三体模型的借力飞行机理研究
被引量:
8
2
作者
乔栋
崔平远
尚海滨
机构
北京理工大学宇航学院深空探测技术研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期36-43,共8页
基金
国家自然科学基金(10832004)
博士后科学基金(20080430022)
文摘
针对星际探测中的借力飞行技术,基于椭圆型限制性三体模型,深入研究了借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。在椭圆型限制性三体问题的假设下,通过正向和逆向积分相结合的方法,重点研究了借力天体轨道偏心率和相位角对借力飞行逃逸和俘获区域参数变化的影响,同时分析了借力天体轨道偏心率和相位角对借力飞行实现顺行轨道与逆行轨道转变区域参数变化的影响,并以地月系统引力参数为例,分析了借力天体分别对应不同轨道偏心率和相位角时,前向和后向飞越情况下,借力飞行对轨道能量和角动量的影响,总结出了相应的变化规律。这些研究对于借力飞行轨道的设计与应用具有重要的参考意义。
关键词
椭圆型
限制性
三体问题
借力飞行
俘获与逃逸
顺行与逆行轨道
Keywords
Elliptic restricted three-body problem
Gravity-assist
Escape and captive
Direct and retrograde orbit
分类号
A41 [哲学宗教—马克思主义哲学]
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职称材料
题名
限制性三体问题共线平动点轨道近似解析解
被引量:
1
3
作者
周敬
胡军
张斌
机构
北京控制工程研究所
出处
《深空探测学报》
2020年第1期93-101,共9页
基金
国家自然科学基金(11502017)。
文摘
随着深空探测成为航天领域的研究热点,与其密切相关的三体问题基础研究也日益重要,尤其是在深空探测任务设计中处于基础地位的共线平动点附近运动的研究,更是具有重要的工程应用价值。在圆型限制性三体问题下,对共线平动点附近运动近似解析解的研究已经较为全面,但在更接近真实情况、更具一般性的椭圆型限制性三体问题下,相应的研究却相对较少。针对此背景,参考借鉴圆型限制性三体问题的研究方法,首先根据平动点的特性计算出平动点的位置,然后将非线性三体动力学模型在共线平动点处线性化,最后结合线性系统理论,获得了椭圆型限制性三体问题下共线平动点附近运动的近似解析解,并将其与经典的圆型限制性三体问题下的近似解析解进行对比分析,仿真结果证明了方法的有效性,同时也表明所推导的椭圆型限制性三体问题解析解相比圆型限制性三体问题解析解具有更高的精度。
关键词
圆型
限制性
三体问题
椭圆型
限制性
三体问题
非线性系统
共线平动点
解析解
Keywords
circular restricted three-body problem
elliptic restricted three-body problem
nonlinear system
collinear libration-points
analytical solutions
分类号
V412.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
环在平面圆型限制性三体问题中对秤动点稳定性的影响
4
作者
倪彩霞
郑学塘
机构
北京师范大学天文系
出处
《北京师范大学学报(自然科学版)》
CAS
1983年第3期71-76,共6页
文摘
一、引言将两个主星体和小天体都看成质点的圆型限制性三体问题的秤动点的稳定性,Szebehely 作过详细讨论.自然界的多数天体都有一定扁率,也有些天体,如太阳系的木星、土星和天王星还带有光环.[3,4]就扁率摄动对限制性三体问题的秤动的影响有过讨论.本文讨论了一主星体带环时对秤动点的稳定性的影响。
关键词
秤动点
限制性
三体问题
带环
带谐系数
外
半径
引力势
质量参数
积分常数
侧石
线性化方程
分类号
P1 [天文地球—天文学]
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职称材料
题名
三角平动点附近高阶解在轨道位置保持中的应用
被引量:
1
5
作者
雷汉伦
徐波
机构
南京大学天文与空间科学学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期253-260,共8页
基金
国家973基础研究计划(2013CB834103)
国家863高新技术发展计划(2012AA121602)
+1 种基金
国家自然科学基金(11078001)
江苏省研究生创新工程(CXZZ13_0042)
文摘
首先给出三角平动点附近的高阶解析解,并计算了三种特殊的运动类型。以日–地+月系三角平动点附近无长周期运动分量的拟周期轨道作为目标轨道,探讨轨道保持问题。针对三角平动点任务的轨道保持问题,我们研究了两种轨道保持策略,分别为多点打靶轨道保持与重构目标轨道的策略。计算中,将轨道控制问题转化为非线性规划问题,并以优化方法求解。仿真表明优化方法在轨道保持问题求解方面非常有效。
关键词
椭圆型
限制性
三体问题
实际轨道动力学模型
轨道位置保持
Keywords
Elliptic restricted three-body problem
Real orbit dynamics model
Stationkeeping
分类号
V412 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
三维引力辅助机理分析
被引量:
3
6
作者
贾建华
王琪
机构
北京航空航天大学航空科学与工程学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第7期981-986,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(10832004)
文摘
针对星际探测中的引力辅助技术,通过引入两个参数,将平面椭圆型限制性三体模型拓展到三维椭圆型限制性三体模型.通过逆向与正向积分,得到引力辅助前后飞行器的能量和角动量,据此将引力辅助轨道划分为16种类型.深入讨论了这两个参数对轨道类型、轨道能量和轨道倾角的影响,总结出了相应的变化规律.以地月系统为例,针对不同任务要求,给出了通过月球引力辅助,实现地月系统俘获与逃逸的引力辅助参数的选择区域,并对引力辅助参数进行了优化.
关键词
三维
椭圆型
限制性
三体问题
引力辅助
俘获
逃逸
Keywords
three-dimension elliptic restricted three-body model
gravity-assist
captive
escape
分类号
V41 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
力梯度辛算法在外限制性系外行星三体问题中的应用
王雅茹
刘福窑
王颖
孙威
郑晶晶
肖倩倩
《天文学进展》
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
2
基于椭圆型限制性三体模型的借力飞行机理研究
乔栋
崔平远
尚海滨
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
8
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职称材料
3
限制性三体问题共线平动点轨道近似解析解
周敬
胡军
张斌
《深空探测学报》
2020
1
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职称材料
4
环在平面圆型限制性三体问题中对秤动点稳定性的影响
倪彩霞
郑学塘
《北京师范大学学报(自然科学版)》
CAS
1983
0
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职称材料
5
三角平动点附近高阶解在轨道位置保持中的应用
雷汉伦
徐波
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
1
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职称材料
6
三维引力辅助机理分析
贾建华
王琪
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
3
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