适用于临近空间飞行器大变形的动网格策略

对于超大展弦比构型的低速临近空间飞行器而言,由于其在飞行过程中结构变形非常显著,因此基于计算流体力学的分析方法对于动网格提出了非常高的要求。为此,提出了一种适用于边界大变形的动网格策略,该种动网格基于映射的思想,将边界网格的位置变化以某种权重反映到流场网格,并更新网格节点位置。选取距离倒数的n次方作为权重,研究不同的权重指数n对网格变形的影响规律,然后开展了二维与三维动网格实例分析。结果表明,这种动网格方法能够很好地适用于大变形的情形,并能很好地保证变形后的网格质量。     

A combination of Lagrangian relaxation and column generation for order batching in steelmaking and continuous‐casting production

This article considers the order batching problem in steelmaking and continuous‐casting production. The problem is to jointly specify the slabs needed to satisfy each customer order and group all the slabs of different customer orders into production batches. A novel mixed integer programming model is formulated for the problem. Through relaxing the order assignment constraints, a Lagrangian relaxation model is then obtained. By exploiting the relationship between Lagrangian relaxation and column generation, we develop a combined algorithm that contains nested double loops. At the inner loop, the subgradient method is applied for approximating the Lagrangian dual problem and pricing out columns of the master problem corresponding to the linear dual form of the Lagrangian dual problem. At the outer loop, column generation is employed to solve the master problem exactly and adjust Lagrangian multipliers. Computational experiments are carried out using real data collected from a large steel company, as well as on large‐scaled problem instances randomly generated. The results demonstrate that the combined algorithm can obtain tighter lower bound and higher quality solution within an acceptable computation time as compared to the conventional Lagrangian relaxation algorithm. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2011     

Open64的MPI代码自动生成算法

针对开源编译器Open64存在MPI不能自动并行化的问题,对Open64中面向Cluster的MPI代码自动生成进行了研究。分析了MPI代码自动生成模块在Open64体系结构中的位置,提出了基于Open64的MPI代码自动生成算法,并对其进行了实验验证。实验结果表明：该算法不但能够有效降低MPI并行程序的通信开销,而且能够明显提高其加速比。     

激光熔覆搭接过程残余应力应变的有限元计算

激光熔覆过程中产生的残余应力与应变对熔覆层的裂纹开裂倾向有重要影响。利用有限元法对激光多道搭接过程熔覆层的残余应力和应变进行计算,计算过程中主要考虑瞬时温度变化引起的热应力、σ-ε曲线、有限元网格、力学边界条件4个方面。热应力主要在温度场计算结果的基础上求得;σ-ε曲线采用的是线性强化材料的弹塑性曲线;有限元网格主要采用分区划分的形式进行。通过计算,得到了搭接后的熔覆层上关键点的残余应力和应变分别为1 400 MPa和2.2×10^-2。结果表明：搭接熔覆层交界处的点产生焊趾裂纹的倾向最大,第1道熔覆顶点处产生横向裂纹的倾向次之。     

基于作战功能模块设计的武器装备体系需求生成方法框架研究

以FoS（Family of Systems）武器装备体系需求生成为研究对象,构建基于作战功能模块设计的武器装备体系需求生成框架,提出适用于该方法框架的基于目标-概念-任务的作战任务需求分析方法、基于任务-功能的作战能力分析方法,从实践角度实现了模块化作战力量建设与FoS武器装备体系模块化、综合化、集成化建设的一体化设计,为武器装备体系需求生成提供了新的方法框架。     

基于微分平坦的高超声速滑翔飞行器轨迹规划

针对高超声速滑翔飞行器再入轨迹规划问题,提出了一种基于微分平坦理论的三自由度轨迹生成方法。在分析纵向运动简化模型的微分平坦属性基础上,将纵向参考轨迹规划问题映射到平坦输出空间,消除微分动力学约束的同时降低系统设计的维数,进而提高求解效率;采用全局插值多项式参数化平坦输出函数,将问题转换为非线性规划问题求解;设计比例-微分反馈控制律跟踪纵向参考轨迹,同时采用航向角误差走廊控制侧向运动,实现三自由度轨迹生成。仿真分析表明所提出的方法能够较快生成满足多种约束且性能优化的飞行轨迹。     

含气膜孔涡轮叶片寿命可靠性设计优化中的网格参数化方法

为了自动实现含气膜孔涡轮叶片寿命的可靠性设计优化,减少其有限元计算时间成本,提出了含气膜孔涡轮叶片的非结构局部网格参数化方法.该网格参数化方法将叶片划分为参数化区域和非参数化区域,分别设计非参数化区域的网格以及参数化区域的网格控制点,更新气膜孔的形状和位置后,保持非参数化区域的网格不变,重构参数化区域的网格.相比于结构...     

基于参数化建模的包带式星箭连接结构优化设计

采用MSC.Patran参数化建模和遗传算法进行包带式星箭连接结构优化设计。首先给出了包带连接结构二维轴对称模型优化设计过程中涉及的V形卡块刚度等效、包带预紧力模拟和载荷施加方法,以及强度和刚度约束条件、优化目标等内容;然后以某直径为3m的包带连接结构为例进行了优化设计,并分析了对接框内延伸段长度和端头高度对应力及变形的影响;最后建立三维有限元模型进行静力分析。结果表明（1）该方法适用于包带连接结构的优化设计;（2）增加对接框内延伸段长度和端头高度能够提高整体连接刚度;（3）三维有限元模型与轴对称模型计算结果一致,验证了轴对称模型分析方法的正确性,以及V形卡块等效和预紧力模拟方法的有效性。     

基于动网格的翼型设计优化

针对传统基于代理模型的翼型优化的缺陷,提出采用基于动网格的翼型优化;针对基本Hicks-Henne方法后缘不光滑情况进行了改进;采用自编程序实现动网格生成,通过集成商业软件Pointwise和CFD计算软件Fluent完成边界条件生成和流场解算,并实现上述程序和软件间的数据交互和自动化,整个优化流程在iSIGHT平台下执行,优化算例表明基于动网格的翼型优化方法能大幅提高翼型性能,节省大量的重复性操作,增加优化结果的鲁棒性和可信度,是翼型优化中的一种有效方法。     

微型波力发电装置的捕浪器研究

针对漂浮式微型波力发电装置,根据弗汝德·克雷洛夫假定法对几种常用形状浮子所受波浪力的大小进行了计算,得出垂直圆柱形浮子吸收波浪能效果最佳的结论;运用装置和浮子共振时吸收能量最大的原理,对垂直圆柱形浮子的基本参数进行了研究,为漂浮式微型波力发电装置捕浪器浮子的设计打下了基础。