虚拟战场环境中火炮外弹道可视化研究

在某合成战术对抗仿真训练系统中,为提高训练的沉浸感和打击仿真结果的可信度,需要对火炮弹丸的外弹道进行可视化建模与仿真。采用空气动力学简化方程对弹丸飞行轨迹进行数学建模,并用显示欧拉法求解弹丸在虚拟战场环境中的位置;然后对弹丸从发射、飞行到弹目交汇爆炸的全过程产生的视效、声效进行了可视化的设计;基于UNITY 3D仿真引擎对火炮弹丸的外弹道进行了渲染实现,并将算法模型封装为动态库,便于将来的复用。经部队试用验证取得了较好的训练效果。     

水速对潜射导弹出筒流场和弹道影响

为了研究水流速度对潜射导弹出筒过程的影响,基于混合多相流模型、Singhal空化模型和导弹动网格技术对不同流速下导弹弹射出筒过程流场进行数值计算,获得了考虑肩部空化现象的导弹出筒多相物理现象和发射装置载荷。结果表明,流速带来了流场的不对称;随着流速的增加,迎流面空泡长度减小,背流面空泡长度增加;导弹迎流面壁面压强大于背流面压强,从而形成侧向力,弹体在水流方向发生偏转。研究结果对于水下发射理论研究和工程应用具有指导意义。     

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。     

基于改进型两两比较法的实验指标对比分析

针对用于作战仿真实验的实验方案,分别从两实验方案的单一实验指标对比分析和两实验方案的综合实验指标对比分析两个方面展开了研究。基于"改进型两两比较法"完成了对作战仿真实验方案的实验指标对比分析,并结合作战仿真实验中实验指标对比分析的应用实例,验证了方法的可行性和实用性。     

基于CISE环境的导弹武器仿真系统

数字仿真研究是导弹武器设计验证的有效手段,基于CISE环境设计了导弹武器仿真系统,介绍了CISE环境的特点,给出了仿真系统的模块组成、系统方案、软件界面,设计了系统工作流程和仿真系统各组成模块间信息交互定义及关系,介绍了仿真系统中的中末制导交班流程、攻击区计算流程。该平台各模块间具有良好的独立性和封装性,基于此系统开展了系统建模、作战模式、战技指标论证、逃逸方式等方面研究工作。     

战场环境地形编辑器系统设计与实现

作战仿真中,地形地物对战争进程发挥着重要影响。设计并实现了战场环境地形编辑器系统,该系统利用规整网格存储高程数据,确保了动态编辑地形的实时性,并使用CLOD地形渲染方法提高绘制性能。在此基础上,对堑壕、铁丝网、三角锥、雷场、碉堡等常见战场要素的特点进行分析,将它们分为点状地物、线状地物和面状地物;最后,对每类地物分别设计不同的生成算法。实验结果证明了算法的有效性。     

舰炮目标毁伤判定与毁伤效果仿真研究

舰炮对目标毁伤的判定与毁伤效果仿真是舰载作战系统仿真训练的重要组成部分,作为连接舰炮射击与目标毁伤的中间环节,它实现了对目标毁伤状态的判定,以及目标毁伤效果的仿真反馈,从而仿真训练系统中其他仿真成员,以及各型侦察模拟设备可以发现并判定目标毁伤状态,为作战指挥人员进行作战指挥决策提供目标毁伤信息,为参训职手提供更为实战化的仿真训练环境。在简述舰载作战系统仿真训练系统的基础上,重点探讨了基于毁伤概率表和弹目交会的舰炮毁伤判定方法,并简述了目标毁伤效果仿真方法。     

一种精确打击下桥梁毁伤视景仿真系统设计实现

目前,在桥梁毁伤仿真领域采用的数值仿真方法虽具有精确性高的优点,但是仿真过程不直观、形象,整体性不强。采用视景仿真技术进行精确打击下桥梁毁伤仿真,在保证精确性要求的基础上,利用Unity3D软件以三维画面的形式进行展示,仿真过程形象、直观、明了。给出的精确打击下桥梁毁伤视景仿真系统的设计方法,能够满足真实性和实时性的要求,利用Unity3D自带的物理引擎完成了桥梁模型的物理特性建模和爆炸仿真分析,通过全过程仿真,能够分析得出相应的毁伤结论,达到了预期效果。     

一种改进的基于交互式模型的机动目标跟踪算法

针对传统的以匀速(CV)或匀加速(CA)运动作为目标运动模型的卡尔曼跟踪滤波器的计算量大及跟踪精度低的固有缺陷,提出了一种基于CV和CA的交互式卡尔曼滤波模型的机动目标跟踪算法,该算法能在保持直线运动跟踪精度不变的前提下,使做曲线运动的目标的跟踪精度逼近做直线运动的目标的跟踪精度。并将CV和CA模型混合起来进行仿真估计,系统仿真结果表明该算法提高了系统的跟踪精度。     

基于ITS和OPNET软件联合的短波网络仿真方法

针对OPNET网络仿真软件不能体现短波天波传输特点的问题,分析了短波天波传输信道的特性,给出了天波传输方式下的路径长度和传输损耗的计算方法。介绍了OPNET网络仿真软件和ITS短波信道模拟软件,结合信道计算方法和软件仿真原理,分析了两种软件在短波网络仿真中的契合点,提出了基于两种软件联合的短波网络仿真方法。通过将联合仿真方法在短波网络性能分析中的应用,得到的结果能够体现短波信道特点,说明该联合仿真方法能够为OPNET软件下的短波网络仿真提供较真实的短波信道环境。