Diffgeo: Beispiele: Rotationsellipsoid

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Die Fläche

Geodätische Koordinaten auf dem Rotationsellipsoid
Geodätische Koordinaten auf dem Rotationsellipsoid

Das Rotationsellipsoid mit Kreisform der Breitenkreise (in der Äquatorebene Radius der großen Halbachse A) und Ellipsenform bezüglich der Längenkreise. Kleine Halbachse an den Polen ist B.

Die w:Exzentrizität (Mathematik) gibt die Abplattung aufgrund der unterschiedlichen Länge von A und B an.

Parametrisierung

(XYZ)=(NcosUcosVNsinUcosVNsinV(1E2))
V(π2;π2)U[π;π)
N=A1E2sin2V

A und B bzw. E je nach Ellipsoid.

(Gaußsche) Tangentenvektoren

Siehe Gaußsches Dreibein


g1=xU=
g2=xV=
g3=xU(u)×xV(v)||xU(u)×xV(v)||=

erste Fundamentalform

erste Fundamentalgrößen

Siehe hier:

g11=xUxU=N2cos2V
g12=G21=xUxV=0
g22=xVxV=M2

erster Fundamentaltensor

𝐆=(g11g12g21g22)=(N2cos2V00M2)=(N2cos2V00N2(1E2)2(1E2sin2V)2)

Inverser erster Fundamentaltensor

𝐆1=(g11g12g21g22)=11(0000)


zweite Fundamentalform

zweifache Ableitungen

xuu=
xuv=
xvv=

zweite Fundamentalgrößen

Hier nachschauen!

b11=xuun=
b12=b21=xuvn
b21=xvvn=


zweiter Fundamentaltensor

𝐁=(b11b12b21b22)=(LMMN)=(0000)

Christoffelsymbole

Siehe hier. Mit u1 = u, u2 = v. α=1, β=1, γ=1

Γ111:=12g11(g11u1+g11u1g11u1)+12g12(g12u1+g21u1g11u2)=

α=2, β=1, γ=1

Γ121:=12g11(g11u2+g12u1g21u1)+12g12(g12u2+g22u1g21u2)=

α=1, β=2, γ=1

Γ112:=12g21(g11u1+g11u1g11u1)+12g22(g12u1+g21u1g11u2)=

α=1, β=1, γ=2

Γ211=Γ121

α=2, β=1, γ=2,

Γ122:=12g11(g21u2+g12u2g22u1)+12g12(g22u2+g22u2g22u2)=

α=1, β=2, γ=2

Γ212=Γ122

α=2, β=2, γ=2

Γ222:=12g21(g21u2+g12u2g22u1)+12g22(g22u2+g22u2g22u2)=

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