По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 550.3 DOI:10.33920/sel-04-2102-12

Геофизическая модель для определения плотности гравитирующего тела

Кочиев А. А. д-р техн. наук, профессор кафедры информатики, Государственный Университет по землеустройству, Москва, Kohciev@yandex.ru
Червяков А. В д-р техн. наук, профессор кафедры высшей математики, Государственный Университет по землеустройству, Москва, aphoshar@gmail.com

В работе [5] получена аналитическая формула для определения плотности в том случае, когда внешнее гравитационное поле тела равно нулю, то есть отсутствует. В настоящей работе продолжены исследования, начатые в работе [5]. Получено неоднородное линейное интегро­дифференциальное уравнение геофизики для определения плотности гравитирующего тела. Доказано, что с помощью этого уравнения можно получить решение внутренней и внешней краевых задач Дирихле и определить плотность гравитирующего тела. Однако, на наш взгляд, гораздо важнее тот факт, что плотность не может быть определена другими способами, поскольку невозможно проникнуть внутрь тела.

Литература:

1. Кочиев А.А. Интегральное уравнение геофизики для определения плотности гравитирующего тела// Математические методы в технике и технологиях. Сборник трудов международной научной конференции. СПб.: Изд-во Политехнического ун-та. 2018. Т1. С. 28–30.

2. Кочиев А. А. О теореме стокса в теории фигуры планет, Науки о Земле. 2012, № 2, Стр. 23–29.

3. Кочиев А.А. Нормальное гравитационное поле земли, Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2016, № 4, Стр. 64–68.

4. Кочиев А.А. Плотность нормального гравитационного поля земли, Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2017.№ 3. Стр. 60–62.

5. Сретенский Л.Н. Теория ньютоновского потенциала, ГИФМЛ, Москва, 1946.

6. Бернхард Гофман-Велленгоф, Гельмут Мориц, Физическая Геодезия, МИИГАиК, Москва, 2007 г.

В работе [6, глава 2.7, стр.67], посвященная уровенному эллипсоиду, говорится дословно: «Основным здесь является то, что, постулируя уровенный эллипсоид как эквипотенциальную поверхность нормального гравитационного поля и задавая общую массу M, мы тем самым полностью и однозначно определяем нормальный потенциал U. Точное распределение плотности внутри эллипсоида, создающего потенциал U, не имеет значения, и знать его не требуется. В действительности, нам не известно ни одного приемлемого распределения масс для уровненного эллипсоида (Moritz 1990: гл. 5). Pizzeti (1894) безуспешно использовал однородное распределение плотности в сочетании с поверхностным слоем отрицательной плотности, что довольно «неестественно».

Приведенное говорит об актуальности вывода аналитических формул для определения плотности гравитирующего тела, тем более что она определяет и его внешнее гравитационное поле.

Решение внешней краевой задачи Дирихле для уравнения Лапласа определяет внешнее гравитационное поле тела. Но никакой информации не несет о внутреннем строении тела (в частности, о плотности распределения вещества внутри тела). В этом направлении авторам не известно ни одной работы.

В статьях [1,2] получено линейное однородное интегральное уравнение для определения соответствующей плотности, а здесь приведено его обобщение на неоднородный случай с полным решением.

где r-дается формулой

с известной функцией φ(x, y, z) на известной поверхности S.

Найдя теперь решение уравнения (1) с краевым условием

и краевым условием

При этом плотность и внутренний потенциал этого распределения даются формулами соответственно [1]:

Отсюда легко определить производную

является решением интегрального уравнения (1).

С помощью приведенного результата, используя формулу, полученную в работе [3], решена проблема определения плотности вещества внутри уровенного эллипсоида [4].

Записав уравнение (1) в виде:

Выводы: если найдено решение уравнения (1), удовлетворяющее граничному условию (6), то мы получаем:

Для Цитирования:
Кочиев А. А., Червяков А. В, Геофизическая модель для определения плотности гравитирующего тела. Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2021;2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: