舰艇编队防空过程建模及分析

防空作战是大型水面舰艇编队的主要作战样式之一。运用PEPA(性能评价过程代数)方法对舰艇编队防空作战全过程进行有效建模,形式化描述了预警探测、情报传递、命令下达、防空拦截等作战主要过程。建立的PEPA模型具有层次化结构,考虑了要素间相互协作,体现了编队防空作战分布、并发的特点。通过对建立的PEPA模型进行性能指标选择和稳定状态分析,得到了不同因素对编队能力发挥的影响情况,获得了防空作战的基本要素组成,从而提供了一种解决舰艇编队问题的新方法。     

复杂网络在作战建模中的应用研究

针对作战网络研究中的热点,以复杂网络在作战建模中的应用为主线对取得的研究成果进行了梳理,重点讨论了作战网络的基本拓扑模型、作战网络的抗毁性模型和作战过程的动态网络模型等,指出了作战网络研究中存在的问题以及未来值得进一步探讨的研究方向。     

基于复杂网络的维修保障力量体系建模方法

针对传统的层级式维修保障力量体系在维修保障过程中暴露出的缺陷,从维修保障力量体系与复杂网络的相似性角度出发,提出用复杂网络理论来研究维修保障力量体系。在对维修保障力量活动过程进行网络化抽象的基础上,建立了维修保障力量网络的拓扑模型,提出了描述维修保障力量网络的特征量。以师维修保障力量体系作为研究对象建立了网络拓扑模型,并对该网络结构作了适当改进。通过一系列对比发现改进后的网络更有利于维修保障,这为维修保障力量体系建设提供了一种新思路和新方法。     

基于作战环路的指挥信息系统抗毁性建模与分析

在指挥信息系统抗毁性研究中,网络节点异质性和作战机理的表征与分析不足.针对该问题,基于指挥信息系统主导的观察、判断、决策和行动作战环路,区分网络中信息、指控、打击和通信4类节点,提出作战信息链的概念来反映指挥信息系统运行机理;采用平均时延来刻画作战信息链的时效性,通过转化为经过指定点的最短路径问题给出计算方法;采用链路贯通率来刻画全系统内信息节点和打击节点之间形成有效链路的程度.结合"预先规划+随遇接入"生成的指挥信息系统网络模型,进行了抗毁性仿真分析,验证了方法的有效性.仿真结果进一步表明,指挥信息系统网络在随机攻击和度优先攻击下抗毁性表现出了复杂网络的共性,但其抗毁性结果的异常变化也具有一定的特殊性,从而证实了节点异质性和系统作战机理的影响.     

How should modeling and simulation be used to support defense acquisition?

This paper investigates the potential for modeling and simulation to contribute to new defense system development, by increasing the productivity of traditional R&D in developing system‐specific technology. Building on a previous optimal control model of defense system R&D, it shows that (1) the optimal use of modeling is related in a natural way to that of traditional R&D, and (2) both have similar optimal profiles over time. Simulated results based on limited historical data suggest that optimal use of modeling could increase the rate of growth in system‐specific technology significantly.     

面向半实物仿真设计的环节及传递关系建模方法研究

为简化半实物仿真方式在复杂装备维修训练中的建模过程,提出了一种基于环节及传递关系的建模方法．在分析半实物仿真建模过程与目标的基础上,确立了模型的建模思路与基本元素,以实装电路半实物仿真建模为例介绍了模型的建模方法与步骤,并对模型进行了定性分析．模型的半实物仿真设计验证了建模方法的适用性,为复杂系统半实物仿真模型的构建提供了一种新的选择．     

鱼雷外形参数化建模平台研究

鱼雷外形建模是鱼雷设计过程中非常重要的一项工作环节.传统的鱼雷外形建模方法仅仅是利用了CAD绘图软件进行手动建模,但是在鱼雷外形初步设计过程阶段,往往需要对设计参数进行多次调整,这就造成了参数一旦调整就要重新建模,既降低了效率,也浪费了大量的人力和时间.采用了基于Java环境开发的参数输入界面,同时与UG/OPEN二次开发技术相结合,完成鱼雷外形参数化建模平台的搭建,开发出了较为简单方便的鱼雷外形参数化建模的方法,大大提高了鱼雷外形建模的效率.     

脉冲防暴水炮拉瓦尔型喷嘴雾化过程仿真研究

研究防暴水炮优化控制问题.防暴水炮以高压气体作为动力,喷嘴作为射流发射元件.根据警用脉冲防爆水炮的射流特点,设计了拉瓦尔型喷嘴.在VOF和LES模型相结合的基础上,建立了喷嘴的数学模型和物理模型,并采用OpenFOAM软件对近喷口流场进行了数值仿真.通过研究发现拉瓦尔型喷嘴在雾化效果和射程上都能达到很好的效果,并通过对拉瓦尔型喷嘴近喷口流场雾化形态、雾化角、速度云图的模拟、分析,确立了张角为15°和18°之间的喷嘴较为合理,为脉冲水炮的进一步优化提供了借鉴依据.     

波浪扰动下的小型潜射导弹出水动力学建模与仿真

运用Morison公式,提出波浪扰动作用下,考虑弹体运动与波浪耦合的导弹出水过程动力学模型,并对小型潜射导弹的出水过程进行仿真和分析。以弹体姿态变化为例,研究弹体运动与波浪间的耦合关系对波浪扰动作用的影响,分析海情等级、波浪相位、出水速度、出水姿态角等因素对导弹出水过程的影响。结果表明,考虑弹体运动与波浪间耦合关系的出水动力学模型更加准确;潜射导弹的小型性和快速出水特性有利于降低波浪对导弹出水姿态的影响;对快速出水的潜射导弹,波浪扰动分析时须考虑海情等级、出水时间和波浪相位的影响。     

未知非线性系统的神经网络建模与控制仿真研究

针对一类未知非线性系统的建模与控制问题,采用基于神经网络的多步预测控制算法进行了仿真研究,仿真对象选取控制工程界常用的单摆试验装置.该算法的实现步骤为:获取系统开环试验数据;辨识神经网络正向动态模型;设计非线性优化控制律.仿真研究结果表明,所提出的建模与控制方法是有效的.