虚拟战场环境中火炮外弹道可视化研究

在某合成战术对抗仿真训练系统中,为提高训练的沉浸感和打击仿真结果的可信度,需要对火炮弹丸的外弹道进行可视化建模与仿真。采用空气动力学简化方程对弹丸飞行轨迹进行数学建模,并用显示欧拉法求解弹丸在虚拟战场环境中的位置;然后对弹丸从发射、飞行到弹目交汇爆炸的全过程产生的视效、声效进行了可视化的设计;基于UNITY 3D仿真引擎对火炮弹丸的外弹道进行了渲染实现,并将算法模型封装为动态库,便于将来的复用。经部队试用验证取得了较好的训练效果。     

多维战争中兰彻斯特方程探讨

信息化条件下,战争对抗出现了新的特点,陆海空天多维力量得到运用,体系对抗成为主流.兰彻斯特方程是描述战场对抗的经典公式,新的条件下探索其描述形式具有重要意义.从兰彻斯特方程最基本的研究起点出发,结合当前多维战争的对抗特点和作战模式,试探性分析了多维战争中兰彻斯特方程扩展的表述方程式及其意义,并对非对称作战和零伤亡的概念从数量角度进行阐述.     

旋成体射弹倾斜入水运动仿真

为了研究运动参数和弹头外形对弹体斜入水过程的影响规律,采用气液两相流体积分数和水汽空化模型,通过嵌套网格实现刚体三自由度运动学和动力学耦合,模拟了弹体以80～100 m/s速度倾斜入水开空泡阶段的运动过程。经文献实验验证,入水弹体速度与位移的误差为0～6%和-8%～0,转动角度误差为-6%～0。通过对入水速度和入水角度的多工况模拟研究,发现入水速度增大,弹体轴向冲击载荷增大,最大载荷与速度的平方呈线性关系,弹体速度非线性衰减率大;入水角增大,弹体转动角速率减小,运动稳定性强,速度衰减率不受入水角影响。与圆锥头部弹体相比,采用头部阶梯状修型后的弹体的平均速度衰减率、转动角速率和最大轴向冲击载荷分别降低到66.7%、40%和77.2%,显著提高了运动稳定性。     

球锥体高超声速绕流的俯仰阻尼导数的数值计算

采用Navier Stokes方程描述球锥体外形非定常振动流场 ,在Etkin理论下给出俯仰阻尼导数的计算公式。对定常流场的计算采用ADI形式的NND格式 ,对非定常流场的计算采用四步Runge Kutta方法 ,并引入变系数残值光顺技术加速收敛。将俯仰阻尼导数计算结果与实验及工程计算进行了比较 ,并数值研究了其随振动中心的变化规律。     

光纤布拉格光栅的光学特性及其应用

介绍了光纤布拉格(Bragg)光栅的种类和制作,用耦合波理论分析了其基本的光反射性质,包括峰值反射率和反射半高全宽度,结果表明光纤Bragg光栅拥有独特的光反射特性.同时对光纤Bragg光栅在光纤通信、光纤传感器、滤波器等方面的应用进行了介绍和展望,表明光纤Bragg光栅将对整个光纤技术领域产生重要影响.     

“尼罗河魔鬼”长背鳍波动包络线的提取算法

"尼罗河魔鬼"采用长背鳍波动推进方式,属于典型的奇鳍/对鳍推进鱼类.在已有的理论模型中,细长体理论(Elongated-body theory)较为适合于分析该类游动方式的推进性能.长背鳍的波动包络线方程是细长体理论的必要参数.拍摄实验样本(MPC-I)的自由游动视频,从中选取多组平稳运动图像序列,经旋转校正、零点配准、尺度归一、小波去噪等预处理后,提取了柔性长背鳍波动推进时的顶端边缘轮廓样本曲线簇,进而给出了波动包络曲线的多项式拟合方程.实验结果表明长背鳍波动包络线提取算法是有效的,根据算法所提取的长背鳍波动包络线方程为后续的推进力及推进效率的分析奠定了基础.     

可压缩流动压力修正方程分析

依据Ｐａｔａｎｋａｒ提出的差分方程稳定性判断的４项基本法则,对可压缩流动的压力修正方程进行了分析,得出压力修正方程系数为正的条件．指出在每一次求解压力修正方程时必须提高解的收敛程度,以保证下一次迭代的差分方程矩阵接近主对角占优．分析了速度离散方程的欠松驰因子对可压缩流压力修正方程的影响．     

基于一种模型的中子星结构

从物态方程出发,利用中子星结构方程计算了中子星的结构。得到了引力质量材M_G=1.27M_θ材,转动惯量I=1.29x10(45)g/cm~2,与观测结果符合较好。     

飞船再入舱三维化学非平衡流数值模拟

对飞船再入舱高超声速化学非平衡三维流场进行数值模拟。控制方程为含化学反应源项的全Ｎａｖｉｅｒ－ Ｓｔｏｋｅｓ 方程组, 化学模型为高温空气的七组元模型, 其组元成分为Ｎ２ 、Ｏ２、ＮＯ、Ｎ、Ｏ、ＮＯ＋ 、ｅ－ 。差分格式采用张涵信院士提出的ＮＮＤ激波捕捉格式并用全耦合方法处理流动方程及化学反应方程, 对化学反应源项采用全隐式处理, 运用时间预处理技术以加快收敛。同时, 也对完全气体模型进行计算, 以分析真实气体效应。与实验数据对比, 说明本文结果是可信的。     

求解BOOLEAN方程的新方法

应用分离表提出了求解BOOLEAN方程的新方法,该方法的基本思想是在求解BOOLEAN方程的过程中,去掉冗余计算,使得其计算速度大大的提高。同时还研究了该方法在数字电路测试产生中的应用。