解耦的三轴气浮台非线性模糊变结构鲁棒控制问题

针对飞行器全物理仿真三轴气浮台这一具有不确定性的、耦合的非线性系统,对其动力学耦合和可解耦性问题进行了分析、计算和证明.通过综合变结构控制和模糊控制,给出了一种新的非线性控制系统设计方法,此方法既可以避免变结构控制所固有的颤动现象,同时由于该模糊控制律的解析性,所以也具有实现简单,易于工程化的优点.仿真结果表明,给出的模糊变结构控制,对飞行器模型不确定性和外来干扰具有较强的和良好的跟踪性能.     

信息化条件下战斗SD对抗模型构建研究

信息向战术层面的渗透,从本质上改变了决定战斗胜负的关键因素.在分析信息化条件下战斗特点的基础上,采用系统动力学的方法和思想,提出并构建了信息化条件下战斗SD对抗模型,对信息化条件下战斗的基本过程进行了仿真模拟.模型较好反映信息化条件下战斗的本质.模拟结果可以为指挥员正确决策提供定量的理论支持.     

应用多GPU的可压缩湍流并行计算

利用CUDA Fortran语言发展了基于图形处理器(GPU)的计算流体力学可压缩湍流求解器。该求解器基于结构网格有限体积法,空间离散采用AUSMPW+格式,湍流模型为k-ωSST两方程模型,采用MPI实现并行计算。针对最新的GPU架构,讨论了通量计算的优化方法及GPU计算与PCIe数据传输、MPI通信重叠的多GPU并行算法。进行了超声速进气道及空天飞机等算例的数值模拟以验证GPU在大网格量情况下的加速性能。计算结果表明:相对于Intel Xeon E5-2670 CPU单一核心的计算时间,单块NVIDIA GTX Titan Black GPU可获得107~125倍的加速比。利用四块GPU实现了复杂外形1.34亿网格的快速计算,并行效率为91.6%。     

曲率分析的变分辨率数字高程模型建模算法

传统的数字高程模型一般采用规则网格划分以简化建模过程,因其网格密度缺乏对地形变化的自适应性而不能兼顾地形表达的准确度和地形数据的冗余度,导致其在车辆动力学仿真等领域的应用有所局限。针对这一问题提出一种基于曲率分析的随机节点分布建模方法,其数据节点的密度根据种子节点周围的局域曲面曲率变化而相应变化,实现了在复杂、曲率较大的地形区域自动生成高分辨率数字节点集,而在平缓、曲率较小的区域实现低分辨率的节点分布。在获得此种节点集的基础上,利用Delaunay三角剖分结合三次多项式插值算法,得到满足高精度和低数据冗余度的变分辨率数字高程模型。利用传统规则网格地形模型与所提出的变分辨率数字高程模型对同一个用于星球车动力学仿真的复杂野外地形进行对比,验证了变分辨率算法的有效性。     

一种简化的弹道方程模型研究

弹丸在飞行过程中受到空气动力的作用,空气动力的系数也难以确定,这造成弹丸运动方程非常复杂.从空气动力对弹丸的作用效果出发来分析空气动力的变化,然后根据弹丸在飞行过程中受到的空气动力提出了一种简化的弹道方程模型,并通过对某射表的分析计算验证其有效性.     

新型双向流量计流固参数特性仿真及试验

导磁体小球的受力平衡特性直接影响到新型双向流量计的测量精度。为了研究导磁体小球在同轴环形轨道中运行的平衡性及流体密度和导磁体几何参数对其运动平衡性的影响,首先通过理论分析了同轴环面流道内导磁体小球在旋转轨道内的运动平衡性条件并建立了流固耦合模型,然后采用 Ansys workbench 中的最优化算法根据小球平衡条件进行小球运动平衡特性仿真,再根据样机进行小球平衡性实验研究,最后进行了被测液体密度变化和小球半径变化对小球运动平衡性影响的仿真分析。结果表明：小球运行平衡转速随流体密度增大而增大,也随小球半径的增大而增大。     

装配式管线水力瞬变的非线性流固耦合模型

装配式管线是一种重要的油料保障装备,用于地面铺设,属于典型的薄壁弱约束管线系统。根据装配式管线的特点,应用管道弹性变形理论,推导了水力瞬变状态下装配式管线的非线性流固耦合5-方程模型。该模型充分考虑了管道与流体之间的耦合互动效应,耦合形式包含了泊松耦合、摩擦耦合、结合部耦合,以及管线系统的轴向、横向和径向振动耦合,并计及了管道结构阻尼的影响。针对装配式管线的特殊连接约束方式,提出了一种带有扭转弹簧的铰支型约束边界,可通过确定扭转弹簧的弹性系数来建立管线两端的约束边界方程。     

Analysis of hydrodynamic characteristics of unmanned underwater vehicle moving close to the sea bottom

The accurate research on the hydrodynamics of unmanned underwater vehicle (UUV), which moves close to the sea bottom, has a great significance for its maneuverability. The structured grid of the computational models with different distances to the sea bottom and attack angles is generated by Ansys ICEM, and the flow field near the sea bottom is simulated using CFX. The characteristics of the drag, lift, pitching moment influenced by the distance to sea bottom and the attack angle are studied. The result shows that the drag coefficient increases with the decrease of distance, while it increases with the increase of attack angle. There exists attraction force when UUV moves close to the sea bottom, and the attraction force increases with the decrease in distance. The lift coefficient increases with the increase in attack angle. The absolute value of the pitching moment coefficient increases with the decrease in distance and the increase in attack angle.     

系统动力学的C~4ISR系统信息优势价值链模型仿真

实现信息优势是网络中心战的核心,C4ISR系统是打赢网络中心战、夺取信息优势、决策优势和行动优势的客观基础。从C4ISR系统的工作流程出发,分析了C4ISR系统信息优势价值链,围绕战场态势感知信息优势价值链的生成过程,运用系统动力学方法建立了对抗条件下C4ISR系统信息优势价值链的SD模型,并结合作战背景对试验结果进行了仿真分析,验证了该方法研究复杂军事信息系统的可行性。     

考虑高低机碟簧缓冲作用的火炮动力学分析

根据高低机中存在碟簧缓冲装置的实际问题,将其引入到齿轮齿弧接触/碰撞的火炮动力学模型中,以某牵引火炮为研究对象,建立其12自由度多体动力学模型,研究在碟簧作用下炮口的扰动问题,研究结果表明：引入缓冲装置后,炮口的扰动情况加剧,扰动频率下降,齿轮齿弧的接触力下降,为高低机、齿轮和齿弧的设计提供依据。