潜艇如何对抗无人潜航器？

近年来,被称灯“海下精灵”的无人潜航器已呈异军突起之势,在与传统的海底霸主——潜舰的全方位斗智斗勇的对抗中崭露头角,大有后来居上之势,令潜艇战制胜论者倍感重压。     

返回器飞行管道的快速预测算法

针对返回器回收任务中对安全空域和期望落点的计算需求,提出了基于Koopman算子的飞行管道快速预测算法,给出了搜救直升机安全飞行空域的判定流程。建立了物伞动力学模型,利用Halton采样方法从随机空间中均匀采点,计算得到多条可能弹道;采用Koopman算子的后拉机制,将初始概率密度值与当前状态关联,得到不确定条件下返回器及其分离部件的飞行管道和期望弹道。仿真结果表明,基于Koopman算子的飞行管道快速预测算法在收敛速度和精度上都要显著优于Monte Carlo方法;利用飞行管道计算结果对搜救直升机飞行路线进行规划后,碰撞风险最大降低54%且搜索时间减少70%。飞行管道预测算法已成功应用到嫦娥五号的回收任务中。     

一种超空泡空化器优化设计方法

根据超空泡流动力学特性,将其流型计算处理为一有约束的优化问题,从而使空化器优化转化为两目标优化问题。结合基于精英保留策略与小生境技术,选择算子主体为并行选择法的改进混合遗传算法和绕空化器无粘流场的CFD分析进行优化求解,流场数值解采用非结构网格显式时间推进Jameson有限体积法解二维欧拉方程得到。基于该算法进行了以空化器阻力系数最小化为目标的优化设计,同文献结果的对比证明:该方法是有效的,并且极大地简化了计算。     

潜伏式无人水下航行器概念设计

对潜伏式无人水下航行器进行了概念设计,介绍了本航行器的组成部分。在此基础上,详细设计了潜伏控制段,并设计了两种潜伏控制方式——液压支撑式和锚链式。对这两种潜伏方式的潜伏工作过程分别进行了描述、设计了两种潜伏控制段的组成部分并介绍了各部分的作用,在此基础上,设计了各组成部分的参数。最后,对这两种潜伏控制段进行了比较,并选择了锚链式潜伏控制结构。     

复合材料修补金属裂损结构吸湿老化的试验与有限元分析

暴露在湿热环境中的复合材料修补金属裂损结构易吸湿老化,导致该结构性能下降,服役寿命缩短。为研究吸湿性对复合材料修补金属裂损结构修补效果和耐久性的影响,利用试验方法分析了吸湿性对复合材料胶补金属裂损结构及胶黏剂力学性能的影响;利用有限元方法评估了吸湿性对复合材料胶补金属裂损结构试验件修补效果和耐久性的影响。研究结果表明:吸湿后含穿透双边裂纹铝合金板玻璃纤维单面胶补试验件的疲劳裂纹扩展寿命和极限载荷的平均值分别下降为吸湿前的71%和90%;吸湿造成拉伸条件下复合材料胶补金属裂损结构胶层失效模式由内聚破坏为主转变为界面破坏为主;在"湿-热"老化30天后,E44/聚酰胺环氧树脂胶黏剂试验件吸水饱和,弹性模量下降为未老化前的40%,塑性应变超过了总应变的25%;有限元分析发现胶层损伤受吸湿影响明显,吸湿性加速了胶层损伤,且裂纹长度越长,加速作用越明显;同时吸湿使得裂纹尖端的J积分值急剧增大,导致修补结构的疲劳裂纹扩展寿命缩短,裂纹长度越长,吸湿性对于复合材料胶接修补效果的危害越严重。     

评估航空重力系统误差及向下延拓的逆泊松半参数方法

常用航空重力系统误差事后处理方法需外部重力数据,但很多地区无外部重力数据。研究发现,半参数模型可在无外部数据时估计系统误差。先用自然样条函数为系统误差建模,后用补偿最小二乘法和光滑参数求解,最后用广义交叉核实法(不需要先验信息)选取光滑参数。将半参数模型用于向下延拓逆泊松积分,建立逆泊松半参数混合模型,既可无外部重力时估计系统误差,又可向下延拓。实验结果表明:无外部重力时逆泊松积分和最小二乘配置法受系统误差影响最大,向下延拓精度最差;正则化算法可减弱系统误差影响,向下延拓精度较好;逆泊松半参数混合模型可估计系统误差,向下延拓精度最好。     

固体运载器姿态控制系统自适应滤波器设计

采用大长细比、轻结构质量设计方案的固体运载器结构刚度较小,姿态控制系统设计需要考虑弹性振动的影响。设计了自适应滤波器实现对箭体弹性振动信号的抑制:将滤波器参数自适应问题转化为系统参数辨识问题,通过Steiglitz-McBride参数辨识方法求解,该方法具有计算复杂性低、收敛迅速等特点,适用于箭上计算机实时计算。通过闭环仿真表明,在箭体弹性频率发生变化的条件下,具有自适应滤波器的控制系统能够跟踪这种变化,有效抑制振动信号对控制器的影响,保持运载器姿态运动稳定。     

时域磁场积分方程迭代求解

利用时间步进算法(MOT)求解时域电场积分方程解决导体目标瞬态散射问题时,其计算结果不稳定,会发生后期震荡现象。通过对时域磁场积分方程显式和隐式方案的分析,推导出一种隐式的迭代方案,它不但易于实现,而且数值结果表明这种时域磁场积分方程MOT迭代方案比时域电场积分方程MOT具有更好的稳定性,延缓了后期震荡效应。     

用 Gd2O3 做介质缓冲层制作金属包覆光波导偏振器

首次报道了采用Ｇｄ２Ｏ３薄膜作介质缓冲层制作金属包覆Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３光波导偏振器。通过对理论模型的计算选取合适的介质缓冲层厚度,给出了理论计算和实验结果。测试结果表明,我们实际制作的Ｇｄ２Ｏ３／Ａｌ包覆Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３偏振器的偏振消光比＞３５ｄＢ。     

非牛顿流体不定常环管流研究

本文采用积分变换的方法,找到了一类非牛顿流体在环形管道中不定常流动的解析解,并进行了数值计算,分析了非牛顿性系数和其他各参数对二阶流体不定常流动的影响,指出当二阶流体非牛顿系数相同时,环管流与一般管流比达到稳定的特征时间较短,并且相应的速度分布、平均速度分布数值均较小。在外半径相同时,环管流内壁的剪应力较之一般管流,其大小随内径而改变。环管流外壁剪应力总相应地小于内壁剪应力。