两种捆绑火箭弹性振动建模方法对比分析及其对姿控系统的影响

针对长助推和短助推两种类型捆绑火箭的不同模态特点,分析了两者弹性振动建模方法的区别和联系,在此基础上建立了某型固体捆绑火箭姿态动力学新模型,模型中基于有限元法导出了弹性振动方程,基于该模型对箭体复杂弹性振动引起的通道间耦合进行了研究,采用逆Nyquist阵列法进行设计。结果表明,该模型能更准确地反映捆绑火箭纵、横、扭耦合运动特性;新模型三通道之间存在弹性耦合,但耦合矩阵具有对角优势性质,采用逆Nyquist阵列法进行姿控系统设计是有效的,仿真结果表明设计的控制器可行,能够取得比较好的性能。     

多GPU的可压缩湍流并行计算

利用CUDA Fortran语言发展了一种基于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-ω SST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至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%。     

Analysis of the effect of bore centerline on projectile exit conditions in small arms

Most finite element models of small arms focus on an idealized barrel, typically one with a perfectly straight bore centerline. Using five different experimentally measured bore centerlines, this investigation analyzes the effect centerline nonlinearity has on projectile exit conditions. This includes the effect of rotating a centerline through several orientations. Modeled using Abaqus/Explicit, this dynamic analysis simulates a single firing cycle for each centerline. Projectile jump is calculated for each model as a measure of the effects of warped centerlines. The warped centerlines have a small effect on barrel dynamics.     

Dynamic analysis of a guided projectile during engraving process

The reliability of the electronic components inside a guided projectile is highly affected by the launch dynamics of guided projectile. The engraving process plays a crucial role on determining the ballistic performance and projectile stability. This paper analyzes the dynamic response of a guided projectile during the engraving process. By considering the projectile center of gravity moving during the engraving process, a dynamics model is established with the coupling of interior ballistic equations. The results detail the stress situation of a guided projectile band during its engraving process. Meanwhile, the axial dynamic response of projectile in the several milliseconds following the engraving process is also researched. To further explore how the different performance of the engraving band can affect the dynamics of guided projectile, this paper focuses on these two aspects: (a) the effects caused by the different band geometry; and (b) the effects caused by different band materials. The time domain and frequency domain responses show that the dynamics of the projectile are quite sensitive to the engraving band width. A material with a small modulus of elasticity is more stable than one with a high modulus of elasticity.     

基于效果的炮兵行动C2系统动力学建模与仿真

一体化联合作战参战军兵种多、指挥控制(C2)与协调复杂。围绕炮兵行动特点要求,运用系统动力学理论建立联合作战炮兵行动指挥控制的系统动力学模型,研究常规打击和基于效果作战两种指挥控制模式下炮兵行动所产生的不同结果及其原因,并给合作战想定仿真验证,得出较为可靠的结论,为解决联合作战炮兵行动精确指挥控制与协调提供一种有效途径     

基于车辆稳态动力学特性的汽车动态轨迹规划

针对高动态环境下驾驶辅助系统（ADAS）的轨迹规划问题,提出基于车辆稳态动力学特性的动态轨迹规划算法。该算法首先在交通车轨迹预估基础上建立搜索空间,接着利用车辆稳态动力学模型作为轨迹发生器,在搜索空间中对轨迹发生器产生的轨迹进行评价,最后根据驾驶意图和优化条件选择最优轨迹。文章采用基于最优加速度预瞄理论的轨迹跟踪算法,建立了七自由度车辆动力学模型,并在Simulink环境下搭建仿真平台,进行超车仿真实验。实验结果表明,本文提出的算法可行、有效。     

群体专家按轮讨论与自由讨论的观点动力学演化比较

针对群体专家在集体讨论中的按轮讨论和自由讨论的观点动力学演化过程,采用计算机仿真实验的方法对两种模型结果进行了分析和比较。统计结果表明在相同的初始条件下,自由讨论模型采用权威专家优先,然后按观点累积变化最大者优先的发言顺序规则生成的平均观点簇数更少,并且发现15轮以后的讨论发言对各项指标改进的影响作用不大。由于自由讨论是依次串行发言,发言时间效率较低,因此实际讨论方式选择时,当人数较少,时间充裕时,宜采用自由讨论的方式,反之则宜采用按轮讨论的方式。     

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。     

基于CFD方法的典型防空导弹气动反设计研究

建立了基于计算流体动力学(CFD)的防空导弹气动反设计方法,对世界几种典型防空导弹气动外形进行了反设计研究,计算了气动特性参数,进一步通过综合对比,剖析了气动布局以及气动外形的主要特点,最后给出了总结和启示,可作为工程设计的有益参考。     

基于逆动力学分析的履带车辆行驶路面测量方法研究

履带车辆行驶路面多为山地、丘陵等非人工构筑路面。以该类行驶路面为研究对象,利用Kane-Huston方法对履带车辆进行逆动力学分析,给出履带车辆行驶路面的测量原理,在此基础上设计一种间接进行行驶路面测量的方法,并在某车辆试验场预设行驶路面进行实地测量。通过测量结果的计算和比较,证明该方法是切实可行的。