战争系统复杂性及其基于Agent建模仿真研究进展

复杂性科学是当今世界科学发展的热点和前沿,其研究与应用正迅速向各个学科渗透和扩展,成为备受众多领域科学家关注的交叉学科研究领域.目前,在军事科学领域,战争复杂性的问题正日益受到学者们的广泛关注.应用复杂系统建模与仿真方法对战争复杂性问题进行建模与仿真研究是一种有别于传统的基于兰切斯特方程等数学模型方法研究战争问题的一种新方法.讨论了战争系统复杂性问题,在掌握现有资料的基础上,力图较全面介绍国内外关于基于Agent战争系统复杂性建模与仿真方面的最新研究进展,并对相关的研究成果给出了自己的看法.     

大中口径舰炮敏捷供弹系统虚拟样机仿真研究

文中提出了一套完整的大中口径舰炮敏捷供弹系统。应用三维实体建模软件PRO/E完成了整个供弹系统各个子系统的模型设计及建立;进行了装配检查,排除了零部件之间的干涉,完善了零部件设计;再利用PRO/E和ADAMS相结合,建立供弹系统各部分的驱动系统,并与实体模型结合,对此系统进行机构的运动学、动力学和驱动系统仿真,对设计的可行性和合理性进行深入研究.通过以上研究,建立了一个完整的大中口径舰炮敏捷供弹系统虚拟样机,为供弹系统的进一步深入研究以及实际生产提供了坚实的基础,同时给军械设计提供了一条高效率、低成本的设计方法.     

面向信息化战争模拟的体系对抗交互模型研究

从研究信息化战争模拟体系对抗交互模型的有关问题入手,界定了体系对抗交互概念,分析了体系对抗交互的复杂性特征及体系对抗交互作用的主要途径.在探讨体系对抗交互仿真建模内容以及与之相适应的新型建模方法的基础上,对体系对抗总体交互建模、实体交互建模、交互效果建模等问题进行了研究,并给出了有关交互模型的实例.     

基于D-S证据理论和AHP的故障诊断方法研究

提出了一种基于D-S证据理论和AHP的故障诊断方法,给出了基于AHP法的基本概率分配构造方法.最后,结合故障诊断实例,详细阐述了该诊断方法的应用过程,在对多个传感器提供的证据进行合成后,诊断结论的可信度明显提高,不确定性明显降低,证明该诊断方法合理有效.     

超声速飞行器流场的并行数值计算及效率分析

基于有限体积方法、TVD差分格式和显式Runge-Kutta迭代方法的框架,针对超声速/高超声速飞行器绕流流场,在超级并行计算机上完成了2~64个CPU并行数值计算工作。通过测试程序在超级计算机上的并行效率,并将并行程序应用于航天飞机绕流流场计算,检验了计算程序进行大规模并行计算的性能。结果表明,在负载平衡的条件下,程序在该超级并行计算机上达到了不同程度的超线性加速比,并行效率最高达到了126%,远远高于微机Cluster并行平台上的结果,适合复杂流场的大规模并行计算。     

非线性随机动态响应的高效模拟方法

提出了一种分析多自由度非线性系统在随机激励下响应的高效模拟方法。该方法以蒙特卡罗方法为基础,针对动态问题,建立了有效的重要性判别准则,采用俄罗斯轮盘赌与分裂方法来处理响应样本,增加了样本在低失效概率区域出现的几率,提高了模拟效率。通过两个算例表明,该方法操作简单,可以大大地减少计算量,能够适用于实际的工程问题。     

带壳体云爆弹药液体燃料抛撒的数值模拟

建立了带壳体云爆弹药数值模拟模型,分析了圆柱壳体的断裂准则。壳体材料采用Johnson-Cook热粘性本构方程,断裂准则采用Taylor断裂应力准则,应用Autodyn软件进行了数值模拟,给出了内部爆炸载荷下液体燃料的压力曲线和速度曲线,并进行了分析。     

随移动窗推进的带电粒子束团长程传输模拟分析

直接采用粒子模拟方法较难实现带电粒子束团千米量级的长程传输模拟,针对此问题以静电模型为基础,引入移动窗技术,使百米量级的粒子传输窗口与束团同步推进运动,建立了带电粒子束团的长程传输模型。将模拟得到的带电粒子束团径向膨胀特性同包络方程的计算结果进行对比,两者吻合较好,证明了在带电粒子束团长程传输模拟研究中结合移动窗技术的可行性及所建模型的合理性。利用此模型分析了100 MeV相对论电子束团的长程传输过程,发现传输过程中束团的自生电场和磁场在径向上呈高度对称分布,轴向上则呈轻微前冲分布;同时,束团内部粒子的轴向速度分布也会发生变化。利用此模型分析了100 MeV电子束团的长程传输过程及其内部参数和自生场量的变化。     

结构主导目标检测中的纹理随机化

已有基于卷积神经网络的目标检测算法倾向于提取目标纹理特征,而非结构特征;因此,已有方法不能实现变纹理目标的可靠检测。针对此问题,提出基于纹理随机化的结构主导目标检测方法,采用仿真纹理随机化方法减弱网络模型对纹理特征的拟合,实现基于结构特征的变纹理目标可靠检测。利用目标的三维模型,借助Blender渲染引擎,完成纹理随机化仿真训练数据集的生成。仿真及真实图像实验测试结果表明:该方法能够实现基于目标结构特征的变纹理目标可靠检测。     

数值模拟气液针栓式火箭发动机喷雾燃烧对声学激励的响应

为研究气液针栓式火箭发动机的声学振荡特性并为其优化设计提供指导,加工了具有矩形燃烧室的LOX/GCH₄针栓式发动机,采用Euler-Lagrange方法仿真横向速度扰动产生的声学响应,以期在热试前了解声学激励频率对非稳态喷雾燃烧过程的影响。仿真结果表明,采用的横向速度扰动能在燃烧室内产生同频率的一阶横向声学振荡响应。喷雾燃烧对声学激励的响应强弱受扰动频率与燃烧室一阶横向振荡模态固有频率的相对大小影响较大。当扰动频率与该固有频率相等时,压力和燃烧释热随速度扰动出现同相振荡,压力振荡幅值显著增高导致燃烧室前半段的喷雾和火焰同步摆动;同时,燃烧室内存在扩散燃烧变为预混燃烧的趋势,甲烷在更短的距离内燃烧完全且燃烧室温度趋于均匀。