指挥控制系统中仿真决策系统的嵌入研究

将仿真决策系统嵌入到指挥控制系统中,利用仿真决策支持正在进行的军事行动正成为未来指挥控制系统发展的重要探索方向。研究了嵌入式仿真决策系统的组成,包括人机接口分系统、在线仿真分系统和控制管理分系统等;研究了嵌入式仿真决策系统的功能,包括计划与方案生成、作战态势读取、辅助指挥决策生成、战场态势预判、行动结果管理与未来态势生成控制等;研究了嵌入的关键技术途径,包括嵌入样式、在线仿真决策技术、定性与定量相结合的在线评估、面向服务的组件化设计等。研究成果对探索和建立我国未来新一代指挥控制系统具有重要、积极的现实和军事意义。     

水顶油顺序输送油水混合模型研究

顺序输送是利用一条管道输送多种油品,因其可最大限度发挥管道输送潜能而被广泛应用。按照前后行液体不同可分为水顶油、油顶水和不同油品间顺序输送等,其中水顶油顺序输送主要用于管道撤收前的排空作业。对水顶油顺序输送油水混合过程进行了分析,建立了油水混合模型,利用CFD对其进行数值求解,并将仿真结果与前期理论分析进行了对比,两者吻合较好。所得结论可为机动管线水顶油排空作业提供科学指导。     

基于大涡模拟的气体羽流分层特性数值模拟

采用大涡模拟(LES)对气体羽流分层特性进行数值模拟,分析了基于LES的气体羽流模型、控制方程和数值计算方法,探讨了LES在多组分气体羽流模拟中的应用;以文献[1]中氦气在空气中形成羽流的实验数据为参考,对所建模型进行验证。利用该模型对密闭空间油气泄漏过程进行数值模拟,计算结果表明油气在泄漏发生的240 s之内,不同组分表现出显著不同的分层规律:相对于空气,密度较大的组分聚集在空间下部20%的范围内;密度较小的组分主要分散在空间上部80%的范围内。研究结果为油库油气危险源安全监测与预警、火灾预防与扑救等提供了关键参数参考和工程设计理论依据。     

超音速子母弹时序抛撒分离干扰特性

为分析在时序抛撒方式下子母弹多体干扰流场特性及其对各舱段弹体气动特性的影响,基于流体控制方程与六自由度刚体运动方程,结合非结构动网格技术,分别对两种时序抛撒方式及后舱子弹单独抛撒方式下的子母弹三维非定常分离流场进行数值模拟,得到不同抛撒时序下的分离流场特性及其气动干扰特性,揭示各舱段子弹在不同分离阶段的气动干扰相互作用过程。研究结果表明:在时序抛撒分离过程中各弹体间激波不断地交错干扰,增加了流场结构的复杂性;前舱子弹的激波干扰使得后舱段子弹气动分离参数较低,分离效率较慢,尤其在短时序间隔下,后舱弹体受前舱子弹干扰较为严重,弹体的安全分离受到影响。     

高超声速飞行器边界层外缘参数仿真分析

以高超声速飞行器为研究对象,构建快速准确计算高超声速飞行器无黏边界层外缘参数的计算方法。拟合空气比热、比热比随温度变化曲线,建立空气属性温度划分准则。基于不同空气属性建立高超声速飞行器边界层外缘参数工程与数值计算模型,采用钝双锥模型,对比分析工程估算、无黏数值及有黏数值计算方法的计算结果。结果表明,0°攻角状态下,基于无黏流场的数值计算与工程估算和有黏数值计算的压强最大差值分别为1.19%和2.39%;10°攻角状态下,最大差值分别为5%和50%;从而证明所提出的无黏数值计算方法明显优于工程计算方法,为进一步快速准确计算高超声速飞行器气动热环境奠定了重要基础。     

WRF模拟太原地区气象场特征及对弹丸的影响

在用WRF模拟太原地区2014年3月19号天气状况的基础上,得出该地区气象场特征,检验WRF模式在复杂地形下的模拟预报能力,并讨论了模拟的气象场对弹丸飞行造成的可能影响。结果表明:WRF模拟的气象场与真实大气比较接近;在该气象场背景下,射程为90 km的某弹丸由纵风引起射程误差较大,约为1 293.85 m,由横风在落点产生的横向偏差为304.85 m,由温度引起的射程偏差很小约为12.93 m。可见,实际大气对弹丸射击精度的影响是可观的,用WRF模拟的流场计算气象因素对弹丸射击精度的影响是有意义的。     

碳纤维增强聚合物基复合材料频率选择表面的电磁传输特性

为了避免采用金属频率选择表面制备的天线罩中存在的热残余应力和弱黏接界面等问题,采用与聚合物基复合材料罩壁结构相容性好的碳纤维增强聚合物基复合材料制备频率选择表面,利用自由空间法对试样的电磁传输性能进行测试,并采用数值分析模型对碳纤维复合材料频率选择表面的电磁传输机制和电磁传输影响因子进行分析。结果表明:碳纤维复合材料频率选择表面具有频率选择功能,但谐振频率处的电磁传输损耗较大;通过改变复合材料频率选择表面的单元缝隙率、厚度、电导率以及介电常数可以实现对其电磁传输性能的调节。     

一种基于辅助交互的手抓握动作生成方法

针对沉浸式、非沉浸式和混合式虚拟维修系统中,维修动作交互过程繁琐、实现效果不佳的问题,提出一种高效的辅助交互方法,首先基于现有的维修动作规则和用户对维修任务的理解,建立了用户辅助信息接口和系统反馈辅助信息接口,前者由用户提供抓取目标、抓取手形和抓握点等辅助信息加速交互过程,系统通过后者反馈辅助信息帮助用户进一步决策,然后应用增广矩阵方法对经典逆向运动学算法进行扩展并生成具体的维修动作,最后应用该方法实现了装备车辆轮胎更换任务中维修动作的生成,维修动作交互过程的鲁棒性和效率得到显著提高。     

可压缩流大涡模拟耦合概率密度函数方法中的滤波压力模型

亚格子组分-温度关联项显著影响反应流大涡模拟精度。利用概率密度函数方法中概率等效的特点,发展一种新的滤波压力模型,可以良好封闭亚格子组分-温度关联项。介绍概率密度函数及其耦合求解方法,在已有模型基础上推导建立新的滤波压力模型,并在三维超声速氢气/空气时间发展反应混合层中对不同的滤波压力模型进行数值测试。结果表明,与传统的滤波压力模型相比,新的滤波压力模型可以明显改善反应混合层的模拟准确度。特别地,基于新的滤波压力模型,大涡模拟耦合概率密度函数方法可以较好地模拟链式反应中间微小组分如超氧化氢基等,有望更有效地再现自点火等复杂现象。     

连续信息空间中的信息泄漏问题研究

在联邦式作战仿真平台中,互相通信的主体在进行通信的同时还需要保护其私有的信息。讨论了基于线性方程组“无穷解”条件下的连续信息空间的信息泄漏和保护问题,包括该模型的基本特性和防止泄漏的方法,指出了存在信息的部分泄漏问题,并给出了检测部分泄漏的方法,为提高计算性能,可指定检测子空间,最后,讨论了信息动态改变对信息泄漏的影响。