行星内部对流非线性相互作用研究

行星是宇宙中最基本的一类天体，它是目前国际上诸多空间探测计划中重要的探测对象。对行星的科学探测与研究，不仅可以全面了解宇宙的形成和演化，同时也可以通过比较研究方法深入了解地球的过去、现在和未来。本项目计划针对行星物理中的下述重要基础科学问题开展研究：（1）、行星内部惯性波动非线性相互作用；（2）、天平动驱动的行星内部对流；（3）、类木行星大气较差转动；（4）、类地行星重力场与内部结构。前三个研究内容是密切相关的，主线是对流的非线性相互作用，通过此研究期望对行星内部非线性流体动力学具体过程有些新的认识。本项目不仅采用纯粹的数值计算方法，如差分或有限元方法，而且采用了新的渐进分析方法（波动解的线性组合表示对流），这是本项目的一个特色和创新之处。类地行星重力场研究则是我国深空探测计划"YH－1"实际探测数据的一个具体科学应用。

行星是宇宙中一类基本天体，它是目前国际上诸多空间探测计划中重要的探测对象。对行星的科学探测与研究，不仅可以全面了解宇宙的形成和演化，同时也可以通过比较研究方法深入了解地球的过去、现在和未来。本项目计划针对行星物理中的下述重要基础科学问题开展研究：（1）行星内部惯性波动非线性相互作用；（2）天平动驱动的行星内部对流；（3）类木行星大气较差转动；（4）类地行星重力场与内部结构。通过此研究期望对行星内部非线性流体动力学具体过程有些新的认识。.项目获得主要研究进展如下：.(1)理论证明了行星内部流体惯性波动解的完备性，从而使得由波动解线性组合表示对流这一新的渐进分析方法具备了完整的理论基础。（2）基于此新的渐进分析方法，推导了由天平动或岁差驱动的行星内部对流解，以及由非线性相互作用导致的类木行星大气较差转动渐进分析解。（3）提出了由大尺度环流导致的类木行星引力场变化的求解方法；完善了现有的类木行星潮汐理论，并在一定假设下给出了问题的分析解。（4）基于平衡潮假定，导出了处于任意自转和公转状态下的行星潮汐耗散动力学方程。.本项目达到了预期目标。