SPH并行计算方案及其在自由表面流动模拟中的应用

针对光滑粒子动力学主要计算量是近邻粒子搜索这一特点,提出了一种基于粒子分解的光滑粒子动力学并行计算方案。利用该方案可以方便地将任意串行光滑粒子动力学代码并行计算,而且每一个时间步内的信息传递量只和粒子总数有关,而和粒子的分布无关,因而特别适合于自由表面流动等大变形问题的并行数值模拟。对一个粒子总数为40万的三维溃坝问题的模拟结果表明:此方案能达到的最大加速比约为16,这一结果可能比空间分解方案(不考虑动态负载均衡)更优。     

临近空间飞艇内部自然对流的流场特征仿真研究

针对临近空间飞艇,对其内部氦气的自然对流特征进行了数值模拟。首先采用计算流体力学方法,并利用自编的用户自定义函数将外部的温度边界条件导入壁面网格。进而,在不同的稳态条件下,通过对内部氦气压力、温度、速度的分布等流场特征参数的研究,分析了临近空间飞艇内部气体自然对流的运动特性及其影响规律,并对自然对流非稳态变化过程进行了初步的探索。仿真结果表明,在临近空间环境下,飞艇内部氦气的自然对流,对于内部氦气自身的热交换具有一定程度的促进作用,而对蒙皮受力和结构安全性影响很小。     

高阶BOC信号电离层色散效应的模拟算法*

导航信号模拟器需要模拟电离层引起的信号延时和色散效应,对于传统BPSK信号,模拟器基于单频假设,通过直接调整码相位和载波相位之间的相对关系来模拟电离层的影响。新一代卫星导航信号广泛采用的BOC (Binary Offset Carrier)调制信号具有更宽的带宽,作单频假设会引入不可忽略的电离层延迟建模误差。论文提出了基于双边带模型的高阶BOC信号高精度模拟方法,并仿真验证了算法的正确性。该方法可应用于导航信号模拟器实现BOC信号电离层色散效应的模拟。     

基于异构多联邦的舰潜联合仿真系统研究

在已有的水面舰艇和潜艇装备应用研究系统的基础上,通过整合仿真资源、统一仿真标准构建舰潜联合仿真实验系统。探讨了联合仿真实验系统的主要功能及框架结构;阐述了开发联合仿真实验系统所面临的关键问题及其解决办法。最后实现了水面舰艇和潜艇装备应用联合仿真实验系统,并采用一个典型的编队防潜作战想定验证了系统的优越性,为未来海军多兵种联合作战仿真实验奠定了坚实的基础。     

面向作战仿真的指控系统建模技术研究

重点研究指控系统的建模技术,建立了群指挥所、方面作战指挥所和平台指挥所三级指控系统的模型,并确立了三者之间的层次和控制的逻辑关系。从作战方案和战术响应两方面对指控系统进行"静态的"和"动态的"建模,实现了作战双方基于感知态势的闭环仿真。这些模型在海军某作战仿真系统中得到了应用,仿真实验表明该指控系统模型满足作战仿真系统的作战需求,能够提高作战仿真的真实性和合理性。     

任意分布随机数的FPGA实现

为了满足数字电路板的随机测试需求,在Simulink/DSP Builder中建立了产生任意分布随机数的模型,并在FPGA上进行了半实物仿真和性能分析,结果表明该模型达到了设计要求,具有实用价值。     

基于不同叶片数目比的烟气涡轮多叶片通道数值模拟

基于定常假设,利用混合平面模型传递级间参数,运用Fluent软件对不同静动叶片数目比下的烟气涡轮多叶片通道流场进行了数值计算,得到了温度、压力、出口速度和马赫数等参数的变化规律,绘制了不同静动叶片数目比下各种参数的体积加权平均XY图,并通过数值分析确定了静动叶片最佳数目比为50∶74,最佳静叶安装角为35°。结果表明:叶片数目增减和静叶安装角的变化对烟气涡轮整体性能的影响须考虑多种因素,并不能以单一参数的变化来决定最佳叶片数目和静叶安装角。该结论可为烟气涡轮现有装备的科学管理和技术改进提供理论依据。     

一种10kA零磁通霍尔电流传感器的设计与仿真

采用线圈分段绕制的方法,设计了一种10kA量程的零磁通霍尔电流传感器以及相应的驱动电路,有效地将驱动电压降为±15V,并利用电磁场仿真验证了线圈分段设计的可行性。同时,提出了铁芯线圈以及霍尔元件的等效电路仿真方法,并以此为基础在Multisim中搭建了零磁通霍尔传感器系统的电路仿真模型,通过对各种电流波形进行仿真验证,证明了该设计的合理性。     

CFRP筋混凝土柱骨架曲线数值模拟

为研究CFRP筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的骨架曲线,基于已有的3根CFRP筋混凝土柱的滞回曲线,采用混凝土损伤塑性本构模型和碳纤维筋本构模型,运用有限元分析软件ABAQUS对其试验过程进行数值模拟,并将模拟所得骨架曲线与试验结果进行对比。结果表明:通过数值模拟得到的骨架曲线与试验结果吻合较好,数值模拟趋势与试验得到的趋势一致,从而对该有限元模型的适用性进行了验证。     

顶部开口条件下油罐油气爆炸数值模拟

根据油罐油气爆炸特性,基于RNG k-ε湍流模型、Finate-Rate/Eddy-Dissipation化学反应模型和相应的控制方程,采用SIMPLE算法对顶部开口条件下油气爆炸发生与发展过程进行了数值模拟。基于数值模拟结果分析了顶部开口条件下油罐油气爆炸罐外超压和火焰特征,与实验结果吻合良好,该模型可以用来预测顶部开口条件下油罐油气爆炸强度。