超空泡航行体刚柔耦合动力响应有限元分析

考虑航行体大范围转动,根据哈密顿原理推导了超空泡航行体在一次近似模型变形下的刚柔耦合动力响应方程,定性分析了其与零次近似模型下方程的区别,并对方程进行了定量计算。结果表明:一次近似模型相比零次近似模型下的横向振动方程,刚度矩阵项增大;所推导方程能够用于定量分析和直观描述超空泡航行体刚柔耦合下的变形。     

新型双向流量计流固参数特性仿真及试验

导磁体小球的受力平衡特性直接影响到新型双向流量计的测量精度。为了研究导磁体小球在同轴环形轨道中运行的平衡性及流体密度和导磁体几何参数对其运动平衡性的影响,首先通过理论分析了同轴环面流道内导磁体小球在旋转轨道内的运动平衡性条件并建立了流固耦合模型,然后采用 Ansys workbench 中的最优化算法根据小球平衡条件进行小球运动平衡特性仿真,再根据样机进行小球平衡性实验研究,最后进行了被测液体密度变化和小球半径变化对小球运动平衡性影响的仿真分析。结果表明：小球运行平衡转速随流体密度增大而增大,也随小球半径的增大而增大。     

装配式管线水力瞬变的非线性流固耦合模型

装配式管线是一种重要的油料保障装备,用于地面铺设,属于典型的薄壁弱约束管线系统。根据装配式管线的特点,应用管道弹性变形理论,推导了水力瞬变状态下装配式管线的非线性流固耦合5-方程模型。该模型充分考虑了管道与流体之间的耦合互动效应,耦合形式包含了泊松耦合、摩擦耦合、结合部耦合,以及管线系统的轴向、横向和径向振动耦合,并计及了管道结构阻尼的影响。针对装配式管线的特殊连接约束方式,提出了一种带有扭转弹簧的铰支型约束边界,可通过确定扭转弹簧的弹性系数来建立管线两端的约束边界方程。     

Analysis of hydrodynamic characteristics of unmanned underwater vehicle moving close to the sea bottom

The accurate research on the hydrodynamics of unmanned underwater vehicle (UUV), which moves close to the sea bottom, has a great significance for its maneuverability. The structured grid of the computational models with different distances to the sea bottom and attack angles is generated by Ansys ICEM, and the flow field near the sea bottom is simulated using CFX. The characteristics of the drag, lift, pitching moment influenced by the distance to sea bottom and the attack angle are studied. The result shows that the drag coefficient increases with the decrease of distance, while it increases with the increase of attack angle. There exists attraction force when UUV moves close to the sea bottom, and the attraction force increases with the decrease in distance. The lift coefficient increases with the increase in attack angle. The absolute value of the pitching moment coefficient increases with the decrease in distance and the increase in attack angle.     

考虑高低机碟簧缓冲作用的火炮动力学分析

根据高低机中存在碟簧缓冲装置的实际问题,将其引入到齿轮齿弧接触/碰撞的火炮动力学模型中,以某牵引火炮为研究对象,建立其12自由度多体动力学模型,研究在碟簧作用下炮口的扰动问题,研究结果表明：引入缓冲装置后,炮口的扰动情况加剧,扰动频率下降,齿轮齿弧的接触力下降,为高低机、齿轮和齿弧的设计提供依据。     

油料保障能力生成的系统动力学模型及其运用

结合基于信息系统的体系作战特点和规律,分析了油料保障能力的生成过程,运用系统动力学方法建立了油料保障能力生成模型,进行了能力生成仿真实验和策略分析,初步探讨了油料保障能力生成的内部机理和动态行为,提出了信息化条件下油料保障能力基本形态的实质为基于“信息力”和“结构力”的油料保障能力.     

系统动力学的C~4ISR系统信息优势价值链模型仿真

实现信息优势是网络中心战的核心,C4ISR系统是打赢网络中心战、夺取信息优势、决策优势和行动优势的客观基础。从C4ISR系统的工作流程出发,分析了C4ISR系统信息优势价值链,围绕战场态势感知信息优势价值链的生成过程,运用系统动力学方法建立了对抗条件下C4ISR系统信息优势价值链的SD模型,并结合作战背景对试验结果进行了仿真分析,验证了该方法研究复杂军事信息系统的可行性。     

视场约束下V-bar撤离控制的解析计算方法

利用解析方法研究在视场约束条件下交会对接V-bar撤离的控制问题。描述交会对接V-bar撤离的径向冲量机动方案,说明径向机动撤离方案具有减少羽流污染和故障情况下能够避免飞行器碰撞的优点。基于CW方程推导出已知径向冲量求最大视场角和已知视场角约束求容许冲量的解析公式,同时得到求最大视场角时刻和冲量作用后V-bar方向撤离距离的计算公式。最后,数值和解析两种方法的比较验证了解析方法的正确性。     

应用多GPU的可压缩湍流并行计算

利用CUDA Fortran语言发展了基于图形处理器(GPU)的计算流体力学可压缩湍流求解器。该求解器基于结构网格有限体积法,空间离散采用AUSMPW+格式,湍流模型为k-ωSST两方程模型,采用MPI实现并行计算。针对最新的GPU架构,讨论了通量计算的优化方法及GPU计算与PCIe数据传输、MPI通信重叠的多GPU并行算法。进行了超声速进气道及空天飞机等算例的数值模拟以验证GPU在大网格量情况下的加速性能。计算结果表明:相对于Intel Xeon E5-2670 CPU单一核心的计算时间,单块NVIDIA GTX Titan Black GPU可获得107~125倍的加速比。利用四块GPU实现了复杂外形1.34亿网格的快速计算,并行效率为91.6%。     

基于系统动力学的网络空间作战指挥效能评估?

针对网络空间作战指挥效能评估问题，运用系统动力学方法进行了研究。通过层次熵分法对网络空间作战指挥效能评估指标体系进行了指标权重赋值，依托系统动力学方法建立了指挥效能评估模型并进行了仿真实验，分析了不同条件下指标对指挥效能的影响情况，为研究如何提高网络空间作战指挥效能提供决策依据。