一种面向作战体系能力分析的分层模型构建方法

针对联合战役对抗中作战体系信息化主导、网络化交互以及结构动态演化、能力整体涌现的特点,提出了一种作战体系分层模型,从微观交互事件、中观作战活动组织到宏观任务效能3个层次对体系对抗过程进行描述,可以更有效地描述作战体系演化的动态特性,提取有明确军事意义的指标,支持体系复杂性机理的深入分析。给出了基于模型的作战体系能力分析方法,最后举例验证了模型的可行性和有效性。     

超声速燃烧火焰放热区结构CH-PLIF成像技术

超燃冲压发动机是吸气式高超声速飞行器的关键部件之一,超燃冲压发动机燃烧室内火焰结构的研究对揭示超声速燃烧的稳焰机理具有重要意义。利用平面激光诱导荧光（Planar Laser-Induced Fluorescence,PLIF）技术测量了超声速燃烧直连式试验台燃烧过程中重要自由基CH的二维分布,实现了超声速燃烧火焰放热区结构的可视化。在开敞空间的低速射流火焰炉中使用甲烷/空气预混火焰对CH-PLIF技术进行了初步验证和系统优化,再利用CH-PLIF技术在凹腔稳焰的超燃直连台上实现了超声速燃烧火焰放热区结构的二维可视化,并与OH-PLIF和CH自发辐射测量结果进行了对比。实验结果表明,在开敞空间的低速射流预混火焰中,火焰放热区会发生扭曲、褶皱和分裂等现象,随着雷诺数的增大,火焰锋面褶皱程度更加显著;在凹腔稳焰的超声速燃烧中,火焰放热区高度褶皱和破碎,放热区结构的厚度为0.5～6.5 mm,同时也存在放热区的分裂与剥离等现象。CH-PLIF技术能够以较高的空间分辨率更准确地呈现凹腔超声速火焰放热区的结构,其在凹腔稳焰的超声速燃烧诊断中具有重要的应用价值。     

箭(弹)级间螺栓法兰连接结构冲击失效实验与数值仿真

基于火箭(导弹)级间螺栓法兰连接结构,简化设计并制作了一组原理性实验件,利用ABAQUS软件建立有限元模型,设计并进行了多次落锤冲击失效实验,其中包括轴向和横向两种工况,考虑了螺栓均布与非均布、螺栓直径和螺栓-栓孔间隙等不同结构特点。实验过程中采集了螺栓力时程响应数据、柱段关键点应变时程响应数据、锤头冲击力和冲击速度及连接界面开缝位移等多组数据。根据实验效果和实测数据,分析了连接结构冲击失效机理,并对比验证发现有限元模型数值模拟效果和精度与实验结果吻合较好。研究结论可为箭(弹)级间连接结构抗冲击设计提供参考。     

反电动势对无扰载荷航天器精确定向的影响

无扰载荷航天器中非接触式作动器反电动势会引起有效载荷模块与支持模块之间的耦合,影响有效载荷模块的精确定向性能。通过建立无扰载荷航天器的耦合动力学模型,分析非接触式作动器反电动势对有效载荷模块精确定向性能的影响。考虑六支杆立方构型无扰载荷接口,结合拉格朗日方程和牛顿欧拉方法建立有效载荷模块平台动力学模型。推导非接触式作动器的输出力模型,并引入有效载荷模块平台动力学模型,给出考虑非接触式作动器反电动势的耦合动力学模型。将支持模块上飞轮动静不平衡引起的谐振作为干扰力矩,建立了无扰载荷航天器在轨定向状态的Simulink仿真模型。仿真结果表明,反电动势系数越大,干扰力矩对有效载荷模块的影响越大,有效载荷模块精确定向精度越低。     

基于扩展标记变迁模型的时钟同步协议正确性验证

时钟同步协议是时间触发网络的一个重要组成部分,是时间触发网络实时性和确定性的关键。本文基于扩展标记变迁模型对时钟同步协议进行建模,基于模型检测方法对协议是否满足正确性属性进行验证。验证结果证明了在不同启动场景下时钟同步网络协议的正确性,也表明了扩展标记变迁模型对于协议验证的有效性。     

一种联合作战兵力模型求解方法

通过对联合作战兵力的合理选取和配置,在满足作战需要的基础上,实现作战资源消耗的优化是联合作战筹划要解决的重点问题。在规范交战模式和兵力势能的基础上,提出了基于资源约束的联合作战兵力势比模型,并提出了基于Matlab动态规划的模型求解方法。应用案例结果表明,该模型和方法能够较好地解决联合作战兵力规划问题。     

某型导发架通用测试系统软件复用性设计

测试软件的复用性是摆在测试界面前亟待解决的重要问题。运用统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)对测试软件进行建模,包括:测试系统的类图、软件功能分解、功能子系统的上下文模型、测试软件需求特征树以及软件功能子系统的顺序交互视图。在Visual C++6.0环境中,采用"应用程序框架+可复用构件"开发方式,实现了基于可复用构件的某型导发架测试系统应用软件组装,成功解决了导发架测试领域内同一系列产品间测试软件的可复用问题。     

复杂系统的MTTR建模研究

现代武器系统的结构越来越复杂,在进行系统修复前,系统往往发生多个故障的情况,致使原来的维修性模型不能完全地反映系统的维修性水平。针对多重故障的维修,推导出一种能反映这种情况下的维修性预计的平均修复时间(MTTR)数学模型。模型中的一次维修事件由原来的只进行单一故障维修扩展到可以对多个不同故障进行维修的情况,更好地反映了复杂系统的实际维修情况。通过实例验证了该模型能实际地反映出复杂系统的维修性情况,从而更加准确地预计出系统的维修性水平。     

脊状表面降噪特性研究

采用大涡模拟湍流模型(LES)仿真计算V型脊状面的湍流边界层流噪声,研究了V型脊状结构高宽比对降噪特性的影响。计算结果表明,大高宽比脊状结构降噪效果更加突出,其高频区的声压密度及峰值处的频率较其他两种尺寸都有明显减少,其中声压级最大减小量5dB。通过比较其上部区域流场的涡量及湍流脉动强度,发现如果脊峰更加"尖削",则脊状表面抑制涡发展、"稳定"湍流脉动的能力增强,而这就是其获得更好降噪效果的主要原因之一。