高超声速飞行器前缘流-热-固一体化计算

针对高超声速流动气动加热与结构传热的复杂耦合问题,探索和研究基于有限体积法的高超声速流-热-固一体化求解方法,将流场与结构温度场进行统一建模与数值模拟。该方法避开了传统气动加热和结构传热耦合求解方法在时间域内进行流场与结构温度场耦合交替迭代计算所带来的大量数据交换与计算,将流场与结构温度场作为一个物理场,采用统一的控制方程进行求解。采用典型高超声速绕流二维圆管稳态或非稳态流-热-固耦合算例对该一体化方法进行验证,稳态时圆管驻点温度最高达到648 K,非稳态时的热流密度和结构温度与参考文献和实验值吻合较好,由此证明了该方法的可靠性和正确性。与耦合计算方法的对比分析结果表明:该一体化求解方法所得计算结果更接近实验值,并且计算量和网格依赖性都相对较小,具有更好的稳定性和计算精度,能为高超声速飞行器一体化热防护设计提供有效的理论和技术支撑。     

直流螺旋线圈电磁发射器的能量转换效率

综合考虑换向过程、炮口剩余磁能和电阻的能量损耗等因素,建立等效电路模型,通过理论、数值计算和实验的方法,对比分析了常规螺旋发射器和一种新型螺旋发射器的效率。结果表明:电阻焦耳热损耗的能量最大,其次是换向磁能损失,而炮口剩余磁能损失最小。降低电阻、增大互感梯度、减小驱动线圈单元的匝数、增大工作电流等方式可以有效提高发射器的能量转换效率。然而,较大的互感梯度也会带来较大的换向磁能和炮口磁能损失,造成炮管烧蚀甚至损坏、能量泄放和效率降低。另外,恒流工作模式的螺旋发射器理论效率超过轨道炮,且新型螺旋发射器结构的理论效率接近100%,未来有望在超导或较低电阻的情况下实现应用。     

随机-非概率模型下的船体结构屈服强度可靠性分析

针对在役舰船船体载荷、材料属性的随机特性和实船勘验得出的腐蚀损伤下船体抗力区间特性,提出一种基于随机概率理论和区间非概率理论的随机-非概率可靠性分析模型,分别从区间变量随机化和随机变量区间化两个角度给出该模型的可靠性指标求解方法。基于该模型对某舰船船体结构屈服强度进行可靠性分析,结果表明:该模型既体现了结构变量的客观不确定性又减弱了评估结果的盲目保守性,对于既含有随机变量又含有区间变量的在役舰船的可靠性评估具有很强的适用性。     

空天防御作战规划问题研究

从技术与作战结合的角度,系统分析空天防御作战系统和对抗特点等问题,构建了"态势组态—目标排序—目标分配—冲突动态最优预测"新型作战规划方法,提出"博弈控制理论与方法",论述了空天防御作战规划方法论。对空天防御作战规划理论研究有一定参考价值,为发展空天防御作战规划系统提供了研究思路和技术支撑。     

烟幕干扰效能评价方法及质量消光系数的修正

干扰材料及烟幕是对抗精确制导武器最主要的无源干扰手段,是当前新一代无源干扰技术领域的研究热点;干扰材料、发烟装备、器材的发展离不开理论指导、科学试验和评价结果的支撑;从干扰效能评价方法和电磁波吸收的基本定律两个方面对干扰材料及烟幕干扰效能评价领域的研究现状、存在的主要问题和发展趋势进行了系统分析;指出目前3种主要的干扰效能评价方法对干扰材料、发烟装备、器材的发展提供了重要支撑;分析表明当前研究存在质量消光系数计算公式合理性存疑的问题,结合朗伯-比尔定律的推导得出了修正后的烟幕质量消光系数计算方法,使质量消光系数的计算结果更加精确;提出了烟幕中质量消光系数仅适用于均匀非散射烟幕体系这一限制条件,并提出了实现多种烟幕干扰效能评价结果相互验证的发展趋势。     

基于CEEMD能量熵与极限学习机的滚动轴承故障诊断方法

鉴于滚动轴承振动信号具有非线性、非平稳的特点以及难以获得大量典型故障样本的现实情况,提出了基于互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition, CEEMD)与极限学习机(extreme learning machines, ELM)相结合的滚动轴承故障诊断方法。采用CEEMD方法对滚动轴承非平稳的原始加速度振动信号进行分解,得到若干个平稳的本征模函数(intrinsic mode function, IMF)分量,计算不同状态下滚动轴承振动信号经CEEMD分解后各IMF分量的能量熵,从蕴含着主要故障信息的IMF分量中提取出能量特征,对其进行T分布随机近邻嵌入(T-stochastic neighbor embedding, Tsne)聚类可视化分析,观察特征对滚动轴承状态的反映情况,将特征作为输入建立极限学习机,判断滚动轴承的工作状态和故障类型。使用美国凯斯西储大学公开的人工损伤轴承数据进行仿真实验,对轴承得不同运行状态的识别准确率可以达到95%,明显高于多分类支持向量机、K近邻等方法,该结果表明,所提方法在...