Simulation on the dynamic stability derivatives of battle-structure-damaged aircrafts

Accurately evaluating the aerodynamic performance of a battle-structure-damaged aircraft is essential to enable the pilot to optimize the flight control strategy. Based on CFD and rigid dynamic mesh techniques, a numerical method is developed to calculate the longitudinal and longitudinal-lateral coupling forces and moments with small amplitude sinusoidal pitch oscillation, and the corresponding dynamic de-rivatives of two fragment-structure-damaged and two continuous-rod-damaged models modified from the SACCON UAV. The results indicate that, at the reference point set in this paper, additional positive damping is generated in fragment-damaged configurations; thus, the absolute values of the negative pitch dynamic derivative increase. The missing wingtip induces negative pitch damping on the aircraft and decreases the value of the pitch dynamic derivative. The missing middle wing causes a noticeable increase in the absolute value of the pitch dynamic derivative;the missing parts on the right wing cause the aircraft to roll to the right side in the dynamic process, and the pitch-roll coupling cross dynamic derivatives are positive. Moreover, the values of these derivatives increase as the damaged area on the right wing increases, and an optimal case with the smallest cross dynamic derivative can be found to help improve the survivability of damaged aircraft.     

高超声速流动计算中LU-SGS隐式算法的应用研究

在高超声速条件下,对原始LU-SGS格式及其改进方法的收敛速度做了深入地比较分析,目的是进一步更好地将LU-SGS算法用于工程上复杂外形的计算模拟当中。二维圆柱,三维钝锥及空天飞机算例的结果表明：(i)对于高超声速粘性流动的计算,粘性项应进行隐式处理;(ii)BLU-SGS方法给出的内迭代方式的收敛性优于DP-LUR方法所给出的内迭代方式;(iii)LU-SGS算法中雅克比系数矩阵的计算方式对计算量及收敛性影响较大,若采用精确的矩阵形式则在流动无分离情况下能取得快速收敛的效果,而在含有流动分离的情况因受稳定性的影响精确的矩阵形式的收敛表现不及对角近似形式。     

角度欺骗有源假目标的动力学特性

针对高空高速目标探测过程中可能出现的角度类欺骗有源假目标,从理论上系统地分析了其动力学性质,导出了假目标的动力学方程,并分析了假目标的机械能和动量矩守恒问题。理论分析和仿真试验均表明,具有固定角度欺骗的方位有源假目标其动力学特性和真实目标完全一致,在动力学上是无法鉴别真伪的;除此之外的其他角度类欺骗有源假目标均不满足高空高速目标椭圆轨道特性以及动力学守恒定律,利用这种差异可以在数据处理层对假目标进行鉴别。     

多体动力学仿真车辆传动齿轮疲劳寿命灵敏度分析

齿轮是机械传动中重要的传力构件,由于测试手段和试验方法的限制,齿轮设计的时候多采用静强度设计理论,无法准确地反应实际情况下的动态特性,导致齿轮的实际寿命和设计寿命有较大的差距。基于多体动力学仿真分析方法建立履带式车辆传动系统虚拟行驶试验平台,获得齿轮在不同工况下的动载荷谱。基于疲劳分析软件MSC.Fatigue获得了齿轮的疲劳寿命,进而改变齿轮的结构参数分析不同结构齿轮的疲劳寿命,得到其疲劳寿命随不同结构参数变化的规律,进行齿轮疲劳寿命的灵敏度分析,为齿轮的结构优化作了一定的探索。     

混凝土板模爆方法数值模拟研究

分析混凝土结构在1/4模型中应变率对于爆炸相似律的影响,并用数值模拟的方法进行混凝土板的模爆方法研究,得出混凝土板在爆炸作用下复印比例定律近似成立的结论。考察数值模拟中产生计算误差的原因,发现混凝土板模型在采用4cm网格时会出现较大的计算偏差,其原因部分是由于网格尺寸引起的,部分是由于计算采用的混凝土局部损伤失效模型引起的。     

考虑黏弹性材料随机性的被动约束层阻尼梁动力学分析

采用传递函数方法研究了阻尼层黏弹性材料随机性对被动约束层阻尼(PCLD)梁动力学特性的影响。由Hamilton原理建立了PCLD梁六阶运动微分方程,通过引入状态向量,建立了系统的状态空间方程,利用传递函数方法得到了梁的固有频率和损耗因子。以黏弹性材料分数导数模型中的参数作为基本的随机变量,并假设其服从正态分布,使用Monte Carlo直接抽样法考察了材料模型参数的随机性对结构固有频率和模态损耗因子的影响。计算结果表明黏弹性材料参数的随机性对梁动力学特性的变异系数影响较大,模态损耗因子的变异系数最大值是材料参数变异系数的4.5倍。     

低雷诺数壁面约束流动皮托管测速误差分析与校正

针对低雷诺数壁面约束流动中皮托管测速误差产生的两大主要影响因素——剪切速度与近壁效应,采用计算流体力学技术分别对其进行数值模拟,并研究各自引起的误差变化规律。数值模拟结果表明:虽然剪切速度引起的流线偏移规律与相关文献结论基本一致,但是数值结果预测的流线偏移量并不是一个渐近函数;近壁距离在5倍管径即出现较为明显的测量误差,并且发现近壁距离在1倍管径处出现误差的非单调性变化。最后通过将数值模拟结果与现有的修正方法进行对比,提出了更为合理的修正方程。     

子空间预测控制在固体氧化物燃料电池中的应用

为使固体氧化物燃料电池(SOFC)输出满足一定约束的稳定电压、提高其输出功率跟踪性能,采用文献中给出的SOFC动态模型,设计了基于子空间矩阵的预测控制器。将子空间辨识和预测控制算法结合起来,直接从开环输入输出数据获得预测控制器的控制矩阵,而不须经过中间参数模型辨识的步骤。仿真结果验证了所提子空间预测控制算法(SPC)的实用性。     

Optimal search for a moving target with the option to wait

We investigate the problem in which an agent has to find an object that moves between two locations according to a discrete Markov process (Pollock, Operat Res 18 (1970) 883–903). At every period, the agent has three options: searching left, searching right, and waiting. We assume that waiting is costless whereas searching is costly. Moreover, when the agent searches the location that contains the object, he finds it with probability 1 (i.e. there is no overlooking). Waiting can be useful because it could induce a more favorable probability distribution over the two locations next period. We find an essentially unique (nearly) optimal strategy, and prove that it is characterized by two thresholds (as conjectured by Weber, J Appl Probab 23 (1986) 708–717). We show, moreover, that it can never be optimal to search the location with the lower probability of containing the object. The latter result is far from obvious and is in clear contrast with the example in Ross (1983) for the model without waiting. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 2009     

基于系统动力学的防空作战指挥关键因素分析

防空作战指挥效能的高低,对整个防空作战结局有着重要的影响.基于系统动力学的方法对防空作战指挥效能进行评估,分析了影响指挥效能的关键因素.进而提出加强对防空作战指挥不确定决策方法的研究和优化防空作战指挥体制两项对策措施以提高指挥效能.