Chance‐constrained multi‐terminal network design problems

We consider a reliable network design problem under uncertain edge failures. Our goal is to select a minimum‐cost subset of edges in the network to connect multiple terminals together with high probability. This problem can be seen as a stochastic variant of the Steiner tree problem. We propose two scenario‐based Steiner cut formulations, study the strength of the proposed valid inequalities, and develop a branch‐and‐cut solution method. We also propose an LP‐based separation for the scenario‐based directed Steiner cut inequalities using Benders feasibility cuts, leveraging the success of the directed Steiner cuts for the deterministic Steiner tree problem. In our computational study, we test our branch‐and‐cut method on instances adapted from graphs in SteinLib Testdata Library with up to 100 nodes, 200 edges, and 17 terminals. The performance of our branch‐and‐cut method demonstrates the strength of the scenario‐based formulations and the benefit from adding the additional valid inequalities that we propose. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 321–334, 2015     

某火箭炮高低行军固定器设计与仿真分析

根据某火箭炮的特点和行军固定器的设计要求,对比各种锁紧方式的优缺点,为其设计了机械式高低行军固定器,通过计算初步确定了楔形块和驻钩上斜面的倾角、回复弹簧的刚度系数等主要参数。在Adams中仿真行军固定器的锁紧、解锁和受冲击载荷作用的过程,检验其是否能满足使用要求。根据动力学仿真结果得到的载荷数据,在Abaqus中对行军固定器的关键部件支臂进行有限元分析。仿真和计算结果表明:行军固定器可实现自动锁紧,解锁过程所需的手柄力符合设计要求,在冲击载荷作用下锁紧可靠,支臂的刚强度满足要求。     

不同形状喷嘴内流场模拟分析

建立了前混合磨料水射流喷嘴内固液两相流动的数学模型,运用Fluent软件对圆柱型、圆锥收敛型、流线型和圆锥带圆柱段收敛型喷嘴内流场进行了数值模拟,分析了喷嘴形状对喷嘴内流场和磨料颗粒加速性能的影响,并通过切割实验验证了仿真结果的可靠性。结果表明:圆柱型喷嘴能量损耗较大,圆锥收敛型喷嘴对磨料颗粒的加速性能差,流线型喷嘴性能良好但不易加工,只有圆锥带圆柱段收敛型喷嘴是用作前混合式磨料水射流喷嘴的最优选择。     

旋转永磁式机械低频天线的系统设计与验证

为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,面向旋转永磁式机械天线的理论研究和技术实践,提出了基于多物理场耦合仿真的系统设计和性能校验方法。设计了包含永磁磁源、高效驱动电机及其控制器在内的旋转永磁式机械天线系统方案。研制了实验样机,并对其系统性能和近区磁场进行了实验测试,验证了相关设计方法和系统方案的可行性与有效性。结果表明,该样机的磁场场强和尺寸等主要指标达到了美国“机械天线”项目在射频穿透技术领域的要求,为旋转永磁式机械天线方案研究和样机设计提供了一种可行思路。     

战术导弹制导控制系统一体化设计仿真平台

对战术导弹的制导控制系统的设计阶段和特点进行了分析研究,对设计流程及所用到的方法进行了研究,在研究的基础上提出了制导控制系统一体化设计仿真分析平台的思路,该平台可用于常规导弹制导控制系统的一体化设计,包括导弹的控制系统设计分析、制导律设计、制导控制系统的数学建模与仿真、半实物仿真分析以及系统性能评估等,具有可扩展性,为战术导弹制导控制系统研究提供模块化手段,加速战术导弹的研制进度。     

串联式反后坐装置设计与动力学仿真

利用Runge-Kutta方法确定了火炮串联式后坐系统的参数,设计出串联式反后坐装置结构,并运用ADAMS软件进行了串联式后坐系统动力学仿真,以验证设计结果的准确性。动力学仿真结果与结构设计的参数比较吻合,证明了结构设计结果的准确性,通过串联式后坐系统与单一后坐系统的对比,反映了串联式后坐系统的优越性。     

评估飞控系统的风洞虚拟飞行试验系统与关键技术

为向开展具体的风洞虚拟飞行试验技术提供引导,针对应用于飞控系统评估的风洞虚拟飞行试验系统及关键技术进行了分析。基于传统意义上的飞控系统评估方法的不足,分析风洞虚拟飞行试验应用于飞控系统评估的优势;按飞控系统常用的姿态控制回路及制导控制回路的组成形式,介绍风洞虚拟飞行试验系统方案与工作原理,详细分析它与半实物仿真系统的差异;分析风洞虚拟飞行试验应用于飞控系统评估需解决的关键技术问题,包括风洞虚拟飞行试验评估方法、飞行器模型设计技术、飞控系统改进技术及模型支撑技术。     

干扰条件下基于空频域二次优化的MIMO雷达波形设计方法

针对干扰条件下多输入多输出雷达发射方向图优化问题,提出一种基于空频域二次优化的多输入多输出雷达波形设计方法。该方法将空域上方向图优化问题转化为关于空时发射序列协方差矩阵的优化问题,利用多输入多输出雷达发射方向图仅与阵元之间波形相关性有关的特性,进一步降低空域波形设计复杂度,并通过p阶导数约束展宽零陷;针对优化得到的协方差矩阵,利用随机向量法通过最小二乘准则逼近最优发射方向图来合成具体恒包络波形;在基于空域优化得到的发射波形基础上,根据改变不同时刻信号序列的初始相位雷达发射方向图不变的特性,通过拟功率方法优化相位变化矩阵,实现雷达波形在频域上的二次优化以抑制频域上的干扰。仿真实验证明了所提方法在方向图匹配和干扰抑制方面的有效性。     

卫星导航抗干扰接收机信道大动态范围通用设计方法研究*

为适应“导航战”下的强干扰输入,导航接收机对模拟信道的动态范围提出了更高的要求。在给定的信噪比恶化容限约束下,原有的分析方法给出了二维曲线分析模型,得到了动态范围的优化设计及各级增益划分方法,但仅适用于输出功率基本不变的AGC电路。基于增加的AGC输出回退功率这一参数,论文提出了一种三维曲面求解模型,揭示了各电路参量与模拟信道动态范围的约束关系,可适用于输出功率变化的AGC电路,以实现更高的动态范围。针对三维模型中参数求解复杂的问题,利用纯衰减网络的特性将复杂的数值求解简化为直线求解,大幅降低了设计复杂度。在给出的设计实例中,动态范围测试结果与设计预期吻合较好,验证了方法的正确性。     

伞衣优化设计对群伞系统气动特性的影响分析

随着载人航天、深空探测等航天任务的蓬勃发展,航天器回收载荷质量大幅提高,以单具降落伞为功能核心的传统减速系统已不能满足大质量回收载荷日益提高的迫切要求,发展群伞减速着陆系统是实现大载重航天器高效减速和无损着陆要求的发展方向。本文采用数值模拟手段对群伞系统的气动特性开展仿真研究,结合环帆伞构型优化设计,分析了多种构型下群伞系统的气动特性。通过对仿真结果进行流场分析和数据对比发现,开窗/开缝设计既能够确保群伞系统具有良好的阻力特性,又能够维持群伞系统的工作稳定性,避免单伞之间由于受力而发生碰撞现象。采用数值仿真手段不仅可以提高降落伞研制效率,降低研发成本,也为设计人员掌握群伞系统的工作原理、促进降落伞设计理论发展提供了有力保证。