Real-time calculation of fragment velocity for cylindrical warheads

To simulate explosion fragments, it is necessary to predict many variables such as fragment velocity, size distribution and projection angle. For active protection systems these predictions need to be made very quickly, before the weapon hits the target. Fast predictions also need to be made in real time simulations when the impact of many different computer models need to be assessed. The research presented in this paper focuses on creating a fast and accurate estimate of one of these variables - the initial fragment velocity. The Gurney equation was the first equation to calculate initial fragment velocity. This equation, sometimes with modifications, is still used today where finite element analysis or complex mathematical approaches are considered too computationally expensive. This paper enhances and improves Breech’s two-dimensional Gurney equation using available empirical data and the principals of conservation of momentum and energy. The results are computationally quick, providing improved accuracy for estimating initial fragment velocity. This will allow the developed model to be available for real-time simulation and fast computation, with improved accuracy when compared to existing approaches.     

军民融合产业创新集群的形成

在军民融合发展战略与创新驱动发展战略深入推进进程中,军民融合产业创新集群成为军民融合产业发展的重要创新形式,其形成问题研究更是对其发展与演化具有重要影响。以军民融合产业创新集群的内涵着手,通过刺激—反应模型与演化博弈模型,分析其形成过程与促进措施。研究表明,军民融合产业创新集群作为复杂适应系统,创新主体的适应性能力及其内在关系是集群形成的关键所在;为使合作创新行为成为演化博弈的稳定策略,从合作创新能力系数和合作创新成本、拥有的创新资源以及政府资金支持三个方面剖析集群形成的促进作用,对军民融合产业创新集群的发展与演化研究奠定基础。     

拦截弹中制导最优弹道簇生成

针对临近空间高超声速目标飞行速度快,跟踪预测难的特点,提出在中制导阶段进行最优弹道设计与弹道簇生成用于对目标预测命中区域进行有效覆盖的方法。通过分析临近空间高超声速目标对现有防空体系带来的挑战,阐明了在中制导段进行弹道簇设计与生成的必要性;将中制导段的弹道规划问题视为求解满足多种约束条件下的最优控制问题,应用最优化理论方法得到了基准的最优弹道;应用邻域最优控制理论,针对终端约束条件进行调整,设计了邻域最优弹道簇的生成算法。仿真验证了所提方法的有效性。     

伞衣优化设计对群伞系统气动特性的影响分析

随着载人航天、深空探测等航天任务的蓬勃发展,航天器回收载荷质量大幅提高,以单具降落伞为功能核心的传统减速系统已不能满足大质量回收载荷日益提高的迫切要求,发展群伞减速着陆系统是实现大载重航天器高效减速和无损着陆要求的发展方向。本文采用数值模拟手段对群伞系统的气动特性开展仿真研究,结合环帆伞构型优化设计,分析了多种构型下群伞系统的气动特性。通过对仿真结果进行流场分析和数据对比发现,开窗/开缝设计既能够确保群伞系统具有良好的阻力特性,又能够维持群伞系统的工作稳定性,避免单伞之间由于受力而发生碰撞现象。采用数值仿真手段不仅可以提高降落伞研制效率,降低研发成本,也为设计人员掌握群伞系统的工作原理、促进降落伞设计理论发展提供了有力保证。     

旋转永磁式机械低频天线的系统设计与验证

为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,面向旋转永磁式机械天线的理论研究和技术实践,提出了基于多物理场耦合仿真的系统设计和性能校验方法。设计了包含永磁磁源、高效驱动电机及其控制器在内的旋转永磁式机械天线系统方案。研制了实验样机,并对其系统性能和近区磁场进行了实验测试,验证了相关设计方法和系统方案的可行性与有效性。结果表明,该样机的磁场场强和尺寸等主要指标达到了美国“机械天线”项目在射频穿透技术领域的要求,为旋转永磁式机械天线方案研究和样机设计提供了一种可行思路。     

基于类比法的子母弹射击效率评定研究

类比法是一种较为常见的逻辑推理方法,在各研究领域均有应用,但在军事评估领域却应用甚少。基于类比法的子母弹射击效率评定具有简单、实用、经济、便于大量计算等优点。根据子母弹与传统弹药在射击效率评定过程中的相似性,在经典毁伤评估模型的基础上,通过类比法建立字母弹的射击效率评定模型。列举了几种典型目标,并以子母弹的类比法模型进行射击效率评定,最后将类比法所得结论与目标仿真法的结论反映在雷达图上,通过数据比对验证了类比法对子母弹射击效率评定的可行性。     

基于时频单源点检测和聚类验证技术的欠定混合盲辨识算法

针对欠定混合盲辨识问题,提出了一种基于时频单源点检测及聚类验证的盲辨识算法。检测各个源信号的时频单源点,利用奇异值分解的方法求解不同单源点集合对应的混合矢量,利用基于k均值的聚类验证技术完成源信号数目和混合矩阵的联合估计。算法放宽了已有方法对时频单源区域的假设,不需要假设信号存在时频单源区域,可以完成仅存在离散的时频单源点条件下的欠定混合盲辨识;同时克服了传统算法需要假设源信号个数已知的不足,可以有效地估计源信号数目。仿真结果验证了算法的有效性。     

一种改进的应用于高速目标角点检测的AFJHA算法

针对经典Harris角点检测算法对于全局像素点求取角点响应函数所带来的计算复杂度高,从而不适合实时检测的弊端,提出了一种新的快速角点检测算法。鉴于角点数量只占整个图像像素点很小一部分,首先利用四方向亮度导数来进行候选角点预判断,阈值选取为图像像素点像素值的标准差的倍数。经过预判断后,再考虑8-邻域相似点个数,根据相似点个数对应的情况对候选角点进行再判断,将剩下的候选角点进行Harris算法检测。仿真结果表明,此改进算法能够有效地提高角点检测效果并减少检测时间。     

通信受限下分布式多传感器协同跟踪算法

在分布式多传感器目标跟踪系统中,由于局部融合中心(LFC)的物理限制(如:有限的频率信道、处理器容量有限等),只能接收有限个传感器的传送数据。此外,信息传输的方式也将影响传感网的使用寿命,因此,研究了通信受限下的分布式多传感器目标协同跟踪问题。首先对监视区内分布的传感器进行聚类分簇形成若干个子网,接着从通信能耗的角度出发,对传感器采集信息的传递路径进行最优路径规划;进而对子网局部状态进行估计,在子网信息融合中,分别采用最大距离和、最大化信息增量两种准则进行最佳传感器选择,最后通过各子网全局航迹融合实现分布式多传感器协同跟踪。仿真验证了算法的有效性。     

某型火箭炮弹对面积目标的毁伤仿真

某型火箭炮是新型的主战装备,对其战术技术性能的研究具有重要意义。采用仿真的方法对该型武器系统对目标的毁伤过程进行研究,可以大大节约实弹射击所需经费,并且可以动态地观察毁伤过程的细节。根据某型火箭炮弹抛撒子弹模型及子弹毁伤目标性能指标,采用理论分析和计算机模拟手段,对该型火箭炮弹对面积目标的毁伤过程进行了仿真,并得出了毁伤效率随子弹枚数和CEP的变化规律。研究成果对该型武器系统的作战运用具有借鉴意义。