烟幕保障模拟系统技术模型

提出了研制烟幕保障模拟系统的主要技术模型。包括：Ｐ．Ｓ法求大气垂直稳定度;灰色数列法预测气象数据;基于统计理论湍流扩散方程的烟幕估算及烟幕扩散模拟模型。     

可拓理论在催泪弹烟幕扩散效能评估中的应用

为了充分研究催泪弹在不同环境下的作战效能,为部队遂行任务和装备研发提供较为科学的数据支撑,重点针对催泪烟幕在半封闭空间内扩散效能进行分析评估。明确研究问题的对象,指定效能衡量的方法和标准,构建扩散效能分析的指标体系。根据评估的动态特征选用可拓理论作为评估模型,搭建模型的评估方法,根据实际扩散情况进行分析评估,结果显示,烟幕的扩散效能在处置任务过程中能够很好地发挥效能。     

烟幕遮蔽质量及其实验测定

论述了烟幕遮蔽质量的定义及其主要性质,并以地面单点施放烟幕遮蔽长度的计算为例阐述了烟幕遮蔽质量在烟幕使用估算中的应用;重点阐述了在实验室烟幕柜中测定红外烟幕和普通烟幕遮蔽质量的主要仪器设备和实验步骤,并对实验结果进行了初步的讨论。     

浅谈武警反空袭作战对重要目标的烟幕保障

武警部队守护的目标固定明显 ,易被空袭 ,必须善于利用天候和地理条件构成各种烟幕。文章从烟幕保障的意义及作用 ,反空袭作战烟幕保障的基本方法 ,对守护目标烟幕应注意的问题等方面进行了论述     

空中垂直烟幕防激光制导航弹水平轰炸计算模式研究

研究了空中垂直烟幕防激光制导航弹水平轰炸的计算原理和方法,给出了防激光制导航弹水平轰炸烟幕的烟墙尺寸、烟弹发射距离、发射高度、发射时机、烟弹消耗量等烟幕使用诸元的计算方法。     

基于松弛序列凸优化的轮式机器人协同轨迹规划

针对威胁环境下的多智能体协同轨迹规划问题,以轮式机器人为对象,研究了基于序列凸优化方法的协同轨迹规划方法。首先通过对轮式机器人模型的分析,给出单独轮式机器人实际物理约束,同时以状态量、控制量加权为性能指标,考虑运动学方程、避障避碰约束、个体物理性能约束、终端约束,建立多轮式机器人协同轨迹规划问题;其次,对运动学方程、避障避碰约束进行凸化,证明了满足凸化后的避障避碰约束的解也满足原始避障避碰约束,并进行了几何直观解释;然后,将凸优化子问题进行离散化与松弛化,采用序列凸优化架构进行问题求解;最后,通过数值仿真,对比了松弛序列凸优化方法与现有非线性优化求解器的求解效率。结果表明,松弛序列凸优化方法在尽可能保证最优性的同时大大缩短了计算时间,具有一定工程意义。     

太空飞行器烟幕干扰遮蔽消光特性研究

基于MIE散射理论,建立太空环境下求解吸收、发射、散射性粒子系辐射传输模型,研究了烟幕扩散过程总辐射的变化,分析了粒子光学性质、粒径尺度、粒子数密度、烟幕厚度对整个烟幕遮蔽的红外隐身效果。结果表明:中波能起到较好的隐身效果,最多能遮蔽90%的飞行器辐射;粒子的折射指数对烟幕隐身效果影响较小,吸收指数对烟幕隐身效果影响较大;粒子尺度对隐身效果影响较大,在特定的光学性质下存在最佳粒径选择;烟幕的密度存在饱和值,超出饱和值后隐身效果不会增加;烟幕厚度对隐身效果没有明显改善。     

基于SNR的烟幕干扰效果仿真

烟幕对红外等电磁波具有吸收、反射和散射特性,可导致导引头上接收的能量大大衰减,从而降低导弹的命中概率.针对外场烟幕性能测试受气象条件和环境因素的影响较大,对准确评估抗红外烟幕遮蔽性能存在较大困难的情况,结合气象条件从烟幕透过率的变化引起导引头信噪比变化的角度,建立了烟幕干扰效果的评估模型,通过计算机仿真,得出了烟幕对红外制导导弹的干扰效果.通过试验对其中的一些结论进行了实验验证,结果表明计算结果能够与实验数据较好吻合.     

诱饵干扰下无人机集群攻击阈值控制方法

针对诱饵干扰下无人机集群作战中的计算量爆炸,攻击阈值控制解算困难问题,给出了一种基于兰彻斯特方程和最优控制模型的无人机集群作战攻击阈值控制方法。从机载雷达的性能出发,建立作战双方兵力损耗的微分方程,从而构建改进兰彻斯特方程;以兰彻斯特方程为最优控制的状态方程,以无人机攻击阈值为控制变量,建立弹药约束下无人机集群空战的最优控制模型,并且证明一方剩余兵力的最大化等价于另一方剩余兵力的最小化;最后采用直接凸优化法对最优控制问题进行求解,并进行仿真验证。     

红外烟幕对预警卫星的干扰效能评估

预警卫星是国家导弹防御系统中的重要组成部分。为了提高弹道导弹的突防能力,在对预警卫星进行简要介绍的基础上,讨论了通过伴星或其他方式施放红外烟幕对星载红外探测器的干扰机理和可行性,并建立了红外烟幕对预警卫星进行干扰的效能评估模型。通过仿真计算,发现只要烟幕施放时机、位置得当,烟幕厚度和密度达到一定要求,足以达到干扰目的。     

Burgers’方程的守恒律

守恒律历来是物理学研究的中心课题之一.在数学中借助运动常数,对偏微分方程的解作出先验估计,这些估计是方程的解存在性、唯一性及稳定性的核心关键.在计算数学中较好的稳定差分格式,也用到守恒律.在Noether's定理求守恒律的基础上,利用Burgers'方程的对称群构造出相关的伴随因子得出了Burgers'方程的一类守恒律.     

稀薄气体动理论中介观尺度数值模拟的加速方法

针对滑移流、早期过渡流区域采用离散速度法(discrete velocity method, DVM)求解Boltzmann方程收敛速度极慢、计算资源消耗大的难题,提出全流场耦合介观/宏观方程加速方法。在介观层面基于有限差分的DVM求解Boltzmann方程,在宏观层面基于有限体积的压力耦合方程组半隐式方法求解矩方程,充分利用纳维-斯托克斯-傅里叶/R26矩方程在低克努森数下的快速收敛特性,对介观方程进行加速。基于高阶Hermite多项式重构分布函数,完成宏观方程与介观方程之间的数据传输。仿真结果表明:全流场耦合介观/宏观方程的加速方法在滑移流、早期过渡流区域具有显著加速性能,最大降低了95.28%的计算时长;但对中、大克努森数流域,加速性能大幅度下降。     

A novel formulation of material nonlinear analysis in structural mechanics

This article demonstrates a novel approach for material nonlinear analysis. This analysis procedure eliminates tedious and lengthy step by step incremental and then iterative procedure adopted classically and gives direct results in the linear as well as in nonlinear range of the material behavior. Use of elastic moduli is eliminated. Instead, stress and strain functions are used as the material input in the analysis procedure. These stress and strain functions are directly derived from the stress-strain behavior of the material by the method of curve fitting. This way, the whole stress-strain diagram is utilized in the analysis which naturally exposes the response of structure when loading is in nonlinear range of the material behavior. It is found that it is an excellent computational procedure adopted so far for material nonlinear analysis which gives very accurate results, easy to adopt and simple in calculations. The method eliminates all types of linearity assumptions in basic derivations of equations and hence, eliminates all types of possibility of errors in the analysis procedure as well. As it is required to know stress distribution in the structural body by proper modelling and structural idealization, the proposed analysis approach can be regarded as stress-based analysis procedure. Basic problems such as uniaxial problem, beam bending, and torsion problems are solved. It is found that approach is very suitable for solving the problems of fracture mechanics. Energy release rate for plate with center crack and double cantilever beam specimen is also evaluated. The approach solves the fracture problem with relative ease in strength of material style calculations. For all problems, results are compared with the classical displacement-based liner theory.     

A generalized euclidean procedure for integer linear programs

This paper investigates a new procedure for solving the general-variable pure integer linear programming problem. A simple transformation converts the problem to one of constructing nonnegative integer solutions to a system of linear diophantine equations. Rubin's sequential algorithm, an extension of the classic Euclidean algorithm, is used to find an integer solution to this system of equations. Two new theorems are proved on the properties of integer solutions to linear systems. This permits a modified Fourier-Motzkin elimination method to be used to construct a nonnegative integer solution. An experimental computer code was developed for the algorithm to solve some test problems selected from the literature. The computational results, though limited, are encouraging when compared with the Gomory all-integer algorithm.     

钝体高超声速气动加热与结构热传递耦合的数值计算

气动加热与结构热传递耦合问题在航天和工程应用领域非常重要。分别采用松耦合与紧耦合方法,数值模拟了高超声速二维圆管绕流的流场与结构传热耦合的非定常过程。在紧耦合方法中,流场部分采用基于Navier Stokes方程的有限体积法,将AUSM+格式与时间方向的显式多步Runge Kutta法结合;结构传热部分采用基于二维热传导方程的Galerkin有限元法。流场与结构区通过交界面的热流和温度边界条件实现耦合。计算结果分别与实验、文献做了对比,结构内部温度变化关系以及壁面的热流分布均较好地吻合。两种耦合方式的计算结果对比表明,对于流场特征时间远小于结构传热特征时间的问题,松耦合方法计算效率高,精度与紧耦合方法接近。     

导弹最优突防机动方式研究

将导弹的突防-拦截问题简化到某一平面上,基于此问题的非线性模型,确定了以突防导弹侧向机动为输入,拦截导弹脱靶量为输出的非线性状态方程.针对所研究问题的最优控制类型,构造了系统的Hamilton函数,并通过极大值原理,研究了在平面内导弹机动能力一定的情况下最优规避机动方式.对于简化后的系统线性模型,以机动方式的基波分量为输入,用伴随系统分析方法,通过拦截导弹脱靶量的稳态解,计算了最优的机动频率.     

A note on the strategy of restriction and degenerate linear programming problems

Using the general computational strategy of restriction, necessary conditions for optimality provide an alternative criterion for entering variables when degeneracies arises in linear programming problems. Although cycling may still occur, it is shown that if it is possible to make progress at the next iteration, the criterion is guaranteed to identify a non-basic variable which increases the value of the basic solution, thereby reducing stalling. An alternative method for determining variables to exit the basis when degeneracies occur is also suggested.     

原始变量守恒形式控制方程的时间准确性分析

基于压力、速度和温度的原始变量为自变量的守恒形式的控制方程可应用于定常流动问题，但是在求解非定常问题，例如某一典型激波管问题时，激波后温度出现过冲现象，即使通过细化网格、提高空间格式精度或者换用其他通量格式仍不能消除，这表明误差可能来自该方法本身。采用一维Euler方程对该方法进行数值分析。分析结果表明，数值误差来自时间项。通过构造相应的双时间步方程，虚拟时间项采用原始变量，而物理时间项采用守恒变量，并在两个相邻物理时间步内作为定常问题求解，可以收敛到相应的守恒形式，消除上述误差，得到准确的非定常数值解。     

混合遗传算法及其在运载火箭最优上升轨道设计中的应用

运载火箭最优上升轨道设计问题是一类终端时刻未定、终端约束苛刻的最优控制问题,经典算法求解这类问题时收敛性差、局部收敛等问题表现得比较突出。针对上述问题,将具有良好全局收敛性的遗传算法应用到运载火箭最优上升段设计问题求解中,为了提高遗传算法的收敛速度和克服早熟问题,结合遗传算法和单纯型算法的优点,设计了两种混合遗传算法。计算结果表明,所设计的混合遗传算法是求解复杂问题的有效全局优化方法,可以成功地解决一类终端时刻可变飞行器最优控制问题。     

Optimal empty vehicle redistribution for hub‐and‐spoke transportation systems

This article considers the empty vehicle redistribution problem in a hub‐and‐spoke transportation system, with random demands and stochastic transportation times. An event‐driven model is formulated, which yields the implicit optimal control policy. Based on the analytical results for two‐depot systems, a dynamic decomposition procedure is presented which produces a near‐optimal policy with linear computational complexity in terms of the number of spokes. The resulting policy has the same asymptotic behavior as that of the optimal policy. It is found that the threshold‐type control policy is not usually optimal in such systems. The results are illustrated through small‐scale numerical examples. Through simulation the robustness of the dynamic decomposition policy is tested using a variety of scenarios: more spokes, more vehicles, different combinations of distribution types for the empty vehicle travel times and loaded vehicle arrivals. This shows that the dynamic decomposition policy is significantly better than a heuristics policy in all scenarios and appears to be robust to the assumptions of the distribution types. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2008