大功率IGBT器件及其组合多时间尺度动力学表征研究综述

在提出电力电子器件及其组合多时间尺度动力学表征需求的前提下,以目前常用的全控型电力电子器件——绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)为例,系统分析并归纳了目前在IGBT及其组合多时间尺度动力学表征研究方面的进展和成果,包括作为基础的大功率IGBT及其组合多时间尺度电热瞬态建模方法、基于模型的大功率IGBT模块失效量化表征方法以及用于辅助分析的IGBT组合多速率仿真方法。此外,介绍了基于IGBT多时间尺度模型的装置应用设计案例。从建模方法、可靠性评估、仿真手段以及应用设计四个方面系统全面地阐述了大功率IGBT及其组合多时间尺度的动力学表征方法,可为电力电子混杂系统的精确设计提供电力电子器件层面的理论和技术支撑。     

固体火箭发动机二次喷射控制矢量喷管流场仿真

采用基于Favre平均的三维N-S方程和k-ε湍流模型对固体火箭发动机二次喷射推力矢量喷管复杂干扰内流场进行数值模拟。空间上采用三阶精度差分格式进行求解,时间上采用隐式Jacobi点迭代方法进行迭代推进,直至流场收敛。数值模拟得到矢量喷管二次射流的激波系结构,以及复杂的主/次流干扰流动图像。二次喷射流场包含复杂的涡系结构和波系结构,还存在着边界层与激波的相互干扰、自由剪切层、激波、膨胀波和大尺寸分离。数值模拟还表明,高温燃气射流导致喷射孔附近喷管壁面处的温度相当高,需采取相应的热防护措施。     

基于Markov链的分布式仿真系统最佳检查点间隔研究

基于HLA的分布式仿真系统作为一类特殊的分布式系统,其容错一般基于回卷恢复实现,在回卷恢复中检查点间隔的不同会对系统性能产生很大的影响。分析了分布式仿真容错与一般分布式系统容错的异同,根据不同仿真进程对仿真结果的重要程度对其进行了分类,定义并利用Markov链分析了采用回卷恢复时分布式仿真系统的可用度,得到了系统最大可用度对应的检查点间隔的求解等式,通过一组试验数据验证了该最佳检查点间隔求解等式的正确性。     

反舰导弹仿真中的目标命中判断问题

阐述了模型校核的意义和作用。对属于模型校核范畴的仿真中的系统状态不连贯问题的基本概念通过乒乓球的下落和反舰导弹攻击目标舰艇的例子进行了说明。介绍了已有的解决系统状态不连贯问题的三种方法,并进行了优、缺点分析。给出了反舰导弹仿真中的目标命中判断模型。指出,反舰导弹仿真中的目标命中判断问题是一个系统状态不连贯问题。为解决该问题,提出并应用了一种新方法预测法。利用预测法,最多进行两步最小步长仿真,就能够以要求的精确度检测到任何一个系统状态不连贯。相对于以前的三种方法,在提高仿真效率的同时,预测法还能够避免对系统状态不连贯问题的漏检。     

基于参数稳态判定的两阶段序贯仿真分析策略

两阶段序贯分析方法是仿真(模拟)实验研究中的一种常用方法,它虽然可以通过控制实验给出符合精度要求的结果数据,但以其现有形式有时却无法避免冗余计算的存在和实验过早终止的可能.在回顾了现有终态仿真解算终止策略特点的基础上,分析了所需样本总数的估计值与当前可用样本间的变化关系,提出了一种基于参数稳态判定的改进两阶段序贯方法....     

HF化学激光器燃烧室中燃料配比的数值分析

利用最小自由能法及质量流量守恒原则,对HF化学激光器的NF3-D2-He体系的化学平衡组分进行了计算,提出了F原子摩尔流量密度参量,分析了各输入气流的流量调节对燃烧室总温、总压、F原子产率等的影响.在燃料配比不变的情况下,总流量的增加使得F原子流量也成比例增加,而由此带来的总压升高引起的F2解离度、绝热燃烧温度、F原子...     

高性能RTI自适应通信机制研究

为了提高HLA仿真系统在高性能计算平台上的运行性能,针对高性能计算平台的高性能层次式通信环境,提出了一种共享内存/IB/以太网自适应RTI通信机制-SACM机制,该机制能够根据通信双方所在节点的网络拓扑信息,自适应建立延迟最小的通信连接,实现共享内存、IB等高速互连及以太网互连的自适应选择.同时在该通信机制中,针对节点内高速共享内存通信需求,提出了一种面向多盟员互连的共享内存通信算法,有效提高了节点内盟员通信效率.对象属性值更新延迟测试结果表明,该通信机制可以有效提高RTI在高性能计算平台的通信性能.     

基于仿真实验的弹道导弹阵地优选

合理部署弹道导弹位置对于提高作战效能具有至关重要的作用。基于解析计算的优化方法难以反映环境因素、武器装备的技术和动力特性等不确定性因素对部署位置的影响,求得的结果存在置信度低的问题。故将解析法与仿真实验相结合,以体系对抗条件下弹道导弹作战效能评估的数学模型为基础,建立了由各种作战实体和行动的模型聚合而成的弹道导弹攻防对抗仿真模型,然后通过仿真实验找出最优部署位置,最后给出了应用示例。实验表明该方法具有速度快、效率高、结果清晰直观的特点,可为指挥员提供科学、快速的决策支持。     

并行离散事件仿真中的DDM机制实现

在并行离散事件仿真系统中实现仿真模型间的互操作机制需要引入类似HLA中定义的声明管理(DM)和数据分发管理(DDM)服务.我们开发的KD-PADSE高性能并行离散事件仿真环境采用谓词断言和对象代理方法在面向对象的并行离散事件仿真系统中实现了基于平行结构和事件调度机制的声明管理(DM)和数据分发管理(DDM)服务.在以千兆以太网互联的10节点Linux集群计算机上,采用DDM机制后仿真模型每秒(物理时间)可以进行1万次属性更新,是没有采用DDM机制时的20倍,在功能性和性能上验证了该DDM机制在并行离散事件仿真系统中的适用性.     

等离子体粒子模拟技术引起的对于色散关系的偏离及对孤立子模拟的影响

本文用解析分析的方法分析了等离子体粒子模拟中的有限大小粒子、电荷近网格分配和时间差分方法引起的相对于等离子体静电波色散关系的偏离,导出了修正后的色散关系。文中设计了等离子体粒子模拟的计算机模拟实验方案,验证了有限大小粒子和时间差分方法引起的对于色散关系的偏离;介绍了用不同大小粒子进行孤立子现象的等离子体模拟,结果表明,粒子的大小不同可产生相反的结果。