导弹子母弹战斗部对复杂目标毁伤的计算机仿真

介绍了蒙特卡洛方法(Monte-Carlo)仿真的基本原理,并运用该方法对导弹子母弹战斗部对复杂目标毁伤进行研究,利用Matlab语言编制仿真程序实现了计算机仿真.有效地解决了其他方法计算繁琐的弊端,大大提高了毁伤仿真的计算效率.仿真结果表明应用该方法建模技术简洁,模型的通用性好,并能够随时根据需求进行功能扩展.     

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。     

可变形定向破片战斗部模型试验和数值模拟研究

基于可变形定向破片战斗部的作用原理,设计了试验结构模型,并对其进行了静爆试验研究。根据试验结果,建立了有限元分析模型,利用LS-DYNA程序对可变形定向战斗部变形过程以及破片的飞散过程进行了数值模拟。结果表明,在目标方向破片密度和速度都有较大幅度增益,数值模拟与试验结果比较吻合。     

Interface defeat studies of long-rod projectile impacting on ceramic targets

The interface defeat phenomenon always occurs when a long-rod projectile impacting on the ceramic target with certain velocity, i.e., the projectile is forced to flow radially on the surface of ceramic plates for a period of time without significant penetration. Interface defeat has a direct effect upon the ballistic performance of the armor piercing projectile, which is studied numerically and theoretically at present. Firstly, by modeling the projectiles and ceramic targets with the SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) particles and Lagrange finite elements, the systematic numerical simulations on interface defeat are performed with the commercial finite element program AUTODYN. Three different responses, i.e., complete interface defeat, dwell and direct penetration, are reproduced in different types of ceramic targets (bare, buffered, radially confined and oblique). Furthermore, by adopting the validated numerical algorithms, constitutive models and the corresponding material parameters, the influences of projectile (material, diameter, nose shape), constitutive models of ceramic (JH-1 and JH-2 models), buffer and cover plate (thickness, constraints, material), as well as the prestress acted on the target (radial and hydrostatic) on the interface defeat (transition velocity and dwell time) are systematically investigated. Finally, based on the energy conservation approach and taking the strain rate effect of ceramic material into account, a modified model for predicting the upper limit of transition velocity is proposed and validated. The present work and derived conclusions can provide helpful reference for the design and optimization of both the long-rod projectile and ceramic armor.     

滑翔飞行器多目标弹道优化的进化-配点混合求解策略

针对高超声速滑翔飞行器弹道多目标优化问题,综合考虑计算效率和精度,结合分解进化算法与配点法提出一种混合求解策略。根据滑翔飞行器动力学模型和弹道设计中需要考虑的约束条件,建立飞行器多目标弹道优化模型。利用控制量离散化方法将多目标弹道优化问题转化为带约束的多目标参数优化问题,并采用罚函数法处理约束条件,随后利用分解多目标进化算法进行求解。为了提高弹道优化的精度,将椭球聚合法与配点法相结合,以多目标进化算法得到的Pareto解作为初始解进行迭代求解。通过典型的复杂约束多目标弹道优化的算例表明,所提出的混合求解策略能够获得满足复杂约束要求的Pareto最优解集,实现有效的多目标弹道优化。     

满足大动压模拟要求的试验弹道优化设计

为了解决弹道导弹在高海拔发射场进行飞行试验时的大动压检验问题,提出一种模拟大动压条件的试验弹道设计方法。针对发射场的实际特点,建立残骸再入的动力学模型与落区边界模型;将大动压模拟条件转化为过程约束,提出一种主动段联合优化策略。基于自适应模拟退火算法,分别设计了三组满足不同大动压模拟条件和各项约束的试验弹道,并给出了对应的落区调整方案,验证了该方法的可行性。设计结果表明,最大动压主要出现在一级,一级最大负攻角增加,则最大动压也明显提高;同时调整发射方位角和二、三级程序角可以保证试验弹道满足弹头落点约束条件。     

掠飞末敏弹耦合运动动导数计算

以新型掠飞末敏弹为研究对象,提出了基于欧拉转动定理和滑移网格技术的复杂角运动模拟方法,利用著名的罗德里格斯转换矩阵插值求得弹箭在每个时间步的角速度修正值,并指定给球形滑移网格区。通过对非定常气动参数进行求解辨识,分析了不同马赫数下掠飞末敏弹滚转运动对其俯仰组合动导数和升力系数动导数的影响规律。结果表明:所提角运动模拟方法可有效消除姿态角计算的累积误差,实现对弹箭任意给定角运动的准确模拟;弹箭滚转运动对俯仰组合导数和升力系数动导数的辨识结果均存在显著影响,在进行弹箭动导数计算和稳定性分析时需充分考虑俯仰耦合效应的影响。     

分布式飞行视景仿真平台的设计与实现

基于多机空战战法训练设备的开发,对视景平台的组成、接口、网络结构、运行机制进行了总体设计,构建了一个具有基本仿真功能,并且相对通用的分布式可视化实时视景仿真平台.重点对飞行动力学仿真系统、视景显示系统和接口网络数据驱动进行了研究与实现.为提高平台的通用性和扩展性,采用了仿真控制主机和目标仿真机运行模式.仿真建模(Simulink)、三维建模(creator)和视景驱动(vega+vc)均采用商业软件,降低了平台的开发难度,缩短了开发周期,并且获得了高质量效果.     

基于SINS/GPS组合导航的AUV半实物仿真系统设计(英文)

为了满足水下航行远航程和长时间的要求,远航程自主水下航行器(AUV)采用的是以SINS导航为主、卫星导航定期修正的方式,以提高导航的精度和可靠性.设计一种采用GPS卫星定位导航模拟器、GPS接收机、惯性测量器件(IMU)和实时仿真计算机构成的采用SINS/GPS组合导航方式的AUV导航半实物仿真系统,并对该系统的硬件接口设计、算法和软件开发进行了论述.所开发的系统通过外部的线运动补偿实现了惯性导航系统的完整计算,通过时间同步策略解决了各导航子系统的并行同步问题.部分仿真试验的结果表明,所设计的半实物仿真系统方案可行,可用于更高置信度的AUV组合导航仿真实验.     

海军作战指挥综合仿真系统

在分析作战仿真的基本概念和应用领域的基础上,描述了作战仿真系统的军事需求,提出了海军作战指挥综合仿真系统的总体设计要求,分析了仿真系统的体系结构、组成及运行方式,阐述了仿真系统研究中的主要关键技术和应用方向.为海军新型作战指挥系统的研制建立了一个集成综合作战仿真系统.