Verification and validation of detonation modeling

The mathematical model used to describe the detonation multi-physics phenomenon is usually given by highly coupled nonlinear partial differential equations. Numerical simulation and the computer aided engineering (CAE) technique has become the third pillar of detonation research, along with theory and experiment, due to the detonation phenomenon is difficult to explain by the theoretical analysis, and the cost required to accredit the reliability of detonation products is very high, even some physical experiments of detonation are impossible. The numerical simulation technique can solve these complex problems in the real situation repeatedly and reduce the design cost and time stunningly. But the reliability of numerical simulation software and the serviceability of the computational result seriously hinders the extension, application and the self-restoration of the simulation software, restricts its independently innovational ability. This article deals with the physical modeling, numerical simulation, and software development of detonation in a unified way. Verification and validation and uncertainty quantification (V&V&UQ) is an important approach in ensuring the credibility of the modeling and simulation of detonation. V&V of detonation is based on our independently developed detonation multi-physics software-LAD2D. We propose the verification method based on mathematical theory and program function as well as availability of its program execution. Validation is executed by comparing with the experiment data. At last, we propose the future prospect of numerical simulation software and the CAE technique, and we also pay attention to the research direction of V&V&UQ.     

战役炮兵火力毁伤筹划中“直接计算法”的应用

我军兼收俄、美火力毁伤理论之优长,依据我军编制体制、武器装备和作战原则,运用科学的数据和算法,创建了具有我军特色的战役炮兵火力毁伤理论。基于直接计算的目标选择方法,分别对直接计算目标选择方法的基本思路、主要优点和实施过程进行了论述。该计算方法较好地解决了针对具体目标如何进行兵器弹药需求量计算的问题,使战役炮兵火力毁伤筹划方法更具科学性。     

芳纶纤维增强塑料筋混凝土劈裂粘结应力的理论分析

基于Tepfers受均匀内压力作用的厚壁圆筒力学模型和混凝土材料的软化性能,视芳纶纤维增强塑料筋为横观各向同性材料,同时考虑了芳纶纤维增强塑料筋与混凝土之间的摩擦力和机械咬合力,建立了芳纶纤维增强塑料筋与混凝土之间劈裂粘结应力的计算方法,其理论值与试验值符合较好。     

舰船蒸汽动力装置热线图优化的程序设计与研究

介绍了用于舰船蒸汽动力装置热线图优化的可视化程序设计与研究.阐述了软件的主要功能、开发环境、数据库设计以及关键技术问题的解决途径.程序能通过调整各种设计参数来得到良好的热线图.     

基于体布拉格光栅的波束合成技术研究及实现

探讨实现激光波束合成的新方法,分析体布拉格光栅作为激光波束引导器的可行性,基于Kogelnik耦合波理论,着重讨论了影响体布拉格光栅衍射效率的波长选择性和角度选择性因素。实验上给出布拉格光栅的具体制作过程,利用透射式体布拉格光栅完成了2束不同波长的激光并束、2束同种波长的激光并束实验,验证了利用布拉格光栅进行并束的可行性。为了实际中应用的方便,提出在晶体内部利用90°配置设计特定角度的布拉格光栅,让激光垂直照射晶体表面,即可满足布拉格角度入射,改良并束光路,简化理论计算,提高并束效率。     

脱壳弹弹托分离的双目视觉测量

脱壳弹的弹托分离过程对弹体的飞行稳定性和打击效能具有显著的影响。针对脱壳弹出膛后弹托相对弹体的六自由度运动过程,提出采用基于双目视觉原理的弹托分离角测量方法。通过在弹体表面和弹托表面设置标记点,采用图像处理和跟踪算法实现对标记点的识别和跟踪。结合双目空间标定参数解算出标记点的空间位置,进而获得弹托相对弹体的分离角度,同时采用实验验证了上述测量方法的精度,其精度达到2%。以实验室进行的初速度1 550 m/s和1 750 m/s的脱壳弹射击试验为例,测量并分析了不同初速度下的弹托分离轨迹。结果表明:脱壳弹分离初速度越快,弹托分离轨迹越靠近弹体。     

空气深度预冷组合循环发动机吸气式模态建模及性能分析

针对空气深度预冷组合循环发动机——协同吸气式火箭发动机(Synergistic Air-Breathing Rocket Engine,SABRE),采用部件法对其进行建模,匹配计算得到吸气式模态下飞行走廊内其性能参数变化规律,并研究其高度速度特性。计算模型可信度较高,推力误差小于6%,能够较为准确地模拟SABRE吸气式模态的性能参数。结果表明:SABRE兼具火箭发动机大推力和航空发动机高比冲的特点,吸气式模态下比冲介于21 300~27 380 m/s,随着高度速度的增大,其推力比冲先增大后减小;SABRE利用预冷器将入口空气温度降低,可使其空域速域拓宽至25 km、5Ma,满足高超声速飞行的动力需求;发动机速度下限由压气机最大流量决定,速度上限则由氦气回路减压器工作限制条件决定。     

反射射线追踪技术在城市场景多径预测中的应用

多径效应是影响通信、导航系统性能的关键因素,其不仅影响信号传播的功率衰落,还会引起信号时延、频移、极化等参数的变化,导致通信、导航系统性能下降。针对多径效应,提出基于虚拟源树、环境分区处理、背向检测等加速技术的反向射线追踪算法进行快速三维路径追踪,准确预测多径信号的损耗、时延分布。在此基础上,以城市场景为例进行算法仿真,并对任意尖劈绕射算法进行深入研究。以信号在简易街道传播为例,对比分别利用所提算法原理的MATLAB程序和利用Wireless Insite仿真得到的反射路径与功率分布,验证了算法的有效性。     

舰艇电力系统稳态参数计算方法的研究

提出了一种基于网络的方法--"节点电势法",该方法适用于任何复杂结构的电力系统,并充分考虑了电动机参数、机械负载特性等对系统稳态参数的影响,计算精度高,方法简单,易于计算机实现,收敛性好,且具有较好的延伸性.     

半椭圆形表面裂纹疲劳寿命的一种工程算法

本文根据张开型半椭圆表面裂纹趋于“平衡’,的规律,划分了工程中常见的半椭圆形表面裂纹的种类。通过计算得出曲线。根据初始裂纹的类型,从图中查得疲劳寿命,从而简化了工程实用计算。