助推-滑翔飞行器总体多学科设计优化研究

以助推-滑翔飞行器为研究对象,开展多学科设计优化在其总体设计过程中的应用研究。首先对助推-滑翔飞行器进行多学科设计优化任务分析、多学科建模,并建立了助推-滑翔飞行器总体多学科设计优化模型;其次对助推-滑翔飞行器总体设计学科间耦合特点进行分析,在此基础上提出了基于最优灵敏度方法的两层系统集成优化策略;最后通过数值优化算例验证了方法的有效性。优化结果表明,该方法具有较好的收敛速度,且使满载起飞质量减少9%,为高性能飞行器总体设计提供新的设计思路。     

一种控制学科在设计回路的多学科设计优化方法

提出了一种直接针对设计参数不确定性描述的鲁棒控制器设计方法,并将该方法的研究和多学科设计优化方法的研究结合起来,实现了控制学科在设计回路的多学科设计优化。以某无尾布局微型飞行器为例开展了气动、控制学科的并行设计优化研究,说明了该方法的可行性。     

飞行器多学科设计优化理论的工程应用

目前,飞行器的多学科设计优化(MDO)方法研究已经成为国际上航天领域的一个研究热点,但在我国,与MDO基础理论研究的迅速发展相比,MDO的工程应用研究相对滞后,甚至导致部分飞行器设计人员对于MDO理论的实用性产生质疑.本文结合我们近十多年来的研究工作,在分析MDO工程应用所面临困难的基础上,总结了MDO工程应用研究的关...     

多学科虚拟样机动态优化技术研究

提出了复杂产品优化的2种模式,总结了多学科虚拟样机优化的支撑环境应具备的特征,重点介绍了多学科虚拟样机建模、仿真与优化平台COSIM(collaborative simulation).归纳了COSIM平台集成CAx/DFx工具的主要方法,总结了多学科虚拟样机优化的特点.重点分析了MDF方法的特性,在此基础上,提出了一种改进的MDF多学科虚拟样机框架.针对起竖系统设计,开展了起竖系统多学科虚拟样机优化.     

稳健协同优化方法的改进和应用

结合协同优化方法和稳健性设计方法,提出了一种稳健协同优化方法。首先分析了现有协同优化方法在进行稳健多学科设计优化时的不足,给出了改进思路;在协同优化模型的基础上加入稳健性因素,建立了稳健协同优化模型;基于动态松弛思想给出一种新的松弛因子的计算方法,提高了该方法的收敛速度;最后以某型无人机机翼外形设计为例,验证了该方法的有效性。     

基于ModelCenter的顶置武器站稳定精度优化

顶置武器站具有系统组成类型复杂、子系统间存在耦合作用的特点,导致多学科协同仿真的优化模型难以建立。通过Adams、Simulink分别建立了顶置武器站机械系统及控制系统模型,并在多学科优化设计平台Model Center中对该机电联合仿真模型进行系统集成;在此基础上,以顶置武器站稳定精度为目标函数,采用一阶差分模型对炮控系统比例系数及积分系数进行了灵敏度分析,并采用设计探索优化器对该参数进行了优化设计。仿真结果表明,所建立的顶置武器站稳定精度多学科协同优化模型设计周期短、计算效率高,为下一步进行顶置武器站多工况、多结构参数的优化设计提供技术支撑。     

近空间飞行器固体火箭助推器/助推弹道总体设计优化

研究一种近空间飞行器的固体火箭助推器/助推弹道总体优化问题.在选定喷管构型、推进剂、壳体材料、绝热层材料及药柱结构的前提下,建立包含热力学分析与计算、质量分析与计算、气动力分析与计算和弹道设计与计算的系统分析模型,采用一种基于可行性规则与结合模拟退火的混合粒子群优化算法求解最优解.优化结果表明建立的系统分析模型和采用的...     

高超声速巡航飞行器机体/推进系统一体化设计参数灵敏度分析

建立了高超声速巡航飞行器机身/推进系统一体化设计模型,对高超声速巡航飞行器机体/推进系统设计参数对性能的影响进行了分析,提出了一种新的设计参数灵敏度分析方法和设计参数取值域界定方法,确定了各设计参数的影响等级并对设计参数取值域进行了划分。     

喷流干扰效应的快速计算方法

给出了一种快速计算火箭发动机喷流流场的方法,并在此基础上发展了一种计算喷流与物面间干扰流场及飞行器气动特性的工程计算方法。该方法不仅考虑了喷流与物面的碰撞,还考虑了有攻角下自由来流与喷流间的相互干扰。计算结果表明,该方法对飞行器初步设计是十分有用的工具     

基于FDTD方法的电波在等离子体中传输特性研究

根据时域有限差分法(Finite Difference Time Domain, FDTD)的基本原理,本文首先分析了等离子体的物理场特性及数值计算,然后介绍了飞行器再入时等离子鞘的形成以及等离子体相对介电常数对波的衰减,最后通过三维FDTD和二维FDTD模拟了电磁波在等离子体中的传播情况,证明了FDTD方法是解决电磁波在复杂媒质中传播的一种有效方法,并探究了飞行器再入段黑障区通信的理论和方法。     

数据挖掘故障诊断专家系统

为了及时准确地对防空导弹飞行试验故障进行诊断,克服传统专家系统获取专家知识的瓶颈,立足于防空导弹飞行试验历史数据,利用数据挖掘的方法获得飞行试验故障模式判定决策树,进而得出导弹故障判定规则,形成故障诊断专家知识库,构建防空导弹故障诊断专家系统.这使数据挖掘和专家系统两者的优点得到充分发挥.     

防空导弹末段反导作战部署模型

防空导弹末段拦截弹道导弹的作战效能与防空导弹火力单元的部署位置密切相关,合理的战斗部署是成功反导的前提和关键.分析了防空导弹末段反导的条件和反导防御区,在此基础上探讨了防空导弹反导杀伤区纵深和相关射击诸元的算法.然后,使用末段低层和末段高层反导火力单元组成双层防御系统,对防御从一个方向和从扇区来袭弹道导弹的反导火力单元部署位置确定模型进行了研究.研究成果对防空导弹末段反导的作战使用具有参考价值.     

二维浅水波并行模式的伴随

以二维浅水波为例,详细探讨如何开发并行模式的切线性模式和伴随模式。切线性模式的并行机制和原始模式一致,而伴随模式不同。三个模式采用一致的数据剖分方法可提高并行效率。在集群并行计算机系统上采用一维数据剖分,切线性模式的通信量与原始模式相当,而计算量几乎是原始模式的2倍;伴随模式的通信量大约是原始模式的2倍,而计算量几乎是原始模式的3倍。在三个模式中,切线性模式的加速比最大。     

基于辅助决策系统舰炮防空火力分配模型

从系统工程的角度出发,把舰炮武器系统防空火力分配问题放在舰艇综合防空体系中来系统讨论。针对舰艇防空作战指挥辅助决策系统对火力分配模型的需求,结合舰炮武器系统的性能特点,建立了面向辅助决策系统的舰炮武器系统防空火力分配模型。最后用仿真检验的方法对模型的正确性进行了验证。     

正则化方法在拉普拉斯数值反演中的应用

本文用正则化方法给出了拉普拉斯变换的数值反演方法,并考虑了问题的不适定性,此方法在实际中有较强的应用价值.     

高超声速流动计算中LU-SGS隐式算法的应用研究

在高超声速条件下,对原始LU-SGS格式及其改进方法的收敛速度做了深入地比较分析,目的是进一步更好地将LU-SGS算法用于工程上复杂外形的计算模拟当中。二维圆柱,三维钝锥及空天飞机算例的结果表明：(i)对于高超声速粘性流动的计算,粘性项应进行隐式处理;(ii)BLU-SGS方法给出的内迭代方式的收敛性优于DP-LUR方法所给出的内迭代方式;(iii)LU-SGS算法中雅克比系数矩阵的计算方式对计算量及收敛性影响较大,若采用精确的矩阵形式则在流动无分离情况下能取得快速收敛的效果,而在含有流动分离的情况因受稳定性的影响精确的矩阵形式的收敛表现不及对角近似形式。     

Acceleration of the HAP approach for the multifacility location problem

This article considers the problem of locating multiple new facilities to minimize the cost function consisting of the sum of weighted distances among new facilities and between new and existing facilities. The hyperboloid approximate procedure (HAP) is probably the most widely used approach for solving this problem. In this article, an optimality condition for this problem is derived and a method to accelerate the convergence rate of the HAP for the case of Euclidean distances is presented. From the numerical results presented in this article, it can be concluded that the performance of the new algorithm is superior to the performance of the original HAP.     

异构数据库应用系统集成的简化方法

针对现有集成方法主要面向数据库系统层面的不足,重点讨论面向应用系统层面的集成方法。通过引入数据库应用系统的访问控制新视角,将访问控制层从应用层中划分出来,继而提出融入式访问控制技术,并基于该访问控制技术提出一种新的异构数据库应用系统简化集成方法。通过实例展示了如何应用简化集成方法实现异构数据库应用系统的集成,并通过对比分析验证了新方法的优势。     

特征信号检测法

本文以信号极点的不变性为基础,构造了一种用于可自设计的主动式系统在强噪声背景下的极微弱信号检测的检测器——特征信号检测器。文章在分析经典检测方法对极弱信号检测存在的问题的基础上,提出了特征信号检测的思想。讨论了该方法的基本原理及仿真实验结果。Monte carlo实验表明,这种特征信号检测器的性能对信噪比不敏感,可以在极低信噪比下检测出微弱信号。     

非匀速直线运动SAR导引头目标回波快速模拟

传统的二维频域快速回波模拟方法是针对平台为匀速直线运动,合成孔径雷达(SAR)导引头一般是非匀速直线运动的,二维频域仿真方法在SAR导引头中并不适用。针对SAR导引头非匀速直线运动情况,在分析回波信号频域特点基础上,提出了非匀速直线运动SAR导引头回波信号快速频域模拟方法,详细介绍了该方法的原理和推导过程。最后,进行了相关仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性与合理性。