Subspace dynamic‐simplex linear interpolation search for mixed‐integer black‐box optimization problems

Design and management of complex systems with both integer and continuous decision variables can be guided using mixed‐integer optimization models and analysis. We propose a new mixed‐integer black‐box optimization (MIBO) method, subspace dynamic‐simplex linear interpolation search (SD‐SLIS), for decision making problems in which system performance can only be evaluated with a computer black‐box model. Through a sequence of gradient‐type local searches in subspaces of solution space, SD‐SLIS is particularly efficient for such MIBO problems with scaling issues. We discuss the convergence conditions and properties of SD‐SLIS algorithms for a class of MIBO problems. Under mild conditions, SD‐SLIS is proved to converge to a stationary solution asymptotically. We apply SD‐SLIS to six example problems including two MIBO problems associated with petroleum field development projects. The algorithm performance of SD‐SLIS is compared with that of a state‐of‐the‐art direct‐search method, NOMAD, and that of a full space simplex interpolation search, Full‐SLIS. The numerical results suggest that SD‐SLIS solves the example problems efficiently and outperforms the compared methods for most of the example cases. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 64: 305–322, 2017     

垂线偏差对弹道落点精度的影响分析

针对垂线偏差对弹道落点精度的影响,结合弹道飞行器质点动力学模型,系统分析了垂线偏差对发射坐标系、初始参数、飞行过程中受力、程序角控制基准、地心坐标系弹道参数等的影响机理,并建立了相应的数学模型。进一步,基于给定的弹道落点偏差计算方法,以某飞行弹道为例,定量给出了不同发射点大地纬度、不同发射方位角下垂线偏差引起的落点偏差。本文研究工作对提高弹道飞行器落点精度具有重要参考意义。     

弹丸弹托结构参数对挤进阻力的影响研究

为了研究某滑膛武器弹丸弹托的不同结构参数及摩擦系数对挤进阻力的影响,分别以弹丸弹托的不同结构参数及摩擦系数作为单一变量,利用Ansys-workbench有限元软件分别对其挤进过程进行数值模拟仿真,得到挤进阻力的变化,进而分析该结构参数对挤进阻力的影响,从而为该滑膛武器弹丸结构设计提供了重要依据,也为同类武器的弹托设计提供了一定的参考价值。     

舰载武器作战使用条件仿真量化分析

运用层次分析法、本征向量法和多属性决策问题的数据处理等方法,对舰载武器作战使用的约束条件进行了量化分析和数据处理,系统地描述了单一约束条件和多个约束条件对武器有效使用的概率问题,建立了约束条件下,舰载武器作战使用仿真流程。研究结果对舰载武器作战使用具有一定的指导作用。     

基于时频分布的弹道导弹目标识别方法

在弹道导弹目标识别中,微动特征是重要的识别手段。从弹道导弹微动特性时频分析出发,提出一种基于时频分布的弹道导弹目标识别方法。该方法将时频分布图的伪Zeinike不变矩特征作为识别特征。首先对回波信号进行时频变换以获取时频图像;然后为了降低噪声的影响,对其进行图形预处理;最后给出了伪Zernike不变矩提取步骤及识别特征的选取原则。通过仿真实验,分析了不同特征组合对识别率的影响,评估了不同信噪比下识别方法的稳定性。实验结果表明,该方法具有一定稳定性,可用于弹道导弹目标识别。     

坦克直瞄/间瞄射击一体化火控技术

直瞄射击方式是目前坦克采用的主要射击方式。直瞄射击方式受战场通视度及瞄准装置视距的影响,最大射击距离一般在5 km左右。间瞄射击方式不需要直接瞄准目标,不受战场通视度的影响,最大射击距离主要取决于火炮及弹药的性能,一般在10 km以上。未来坦克应具备直瞄射击与间瞄射击一体化能力。通过直瞄/间瞄射击火控技术的对比与分析,提出坦克直瞄/间瞄射击一体化火控方案。一体化火控具有新的技术特色,具有更强的综合作战能力,是未来坦克火控技术发展的一种趋势。     

机动目标的航空集群协同探测策略

航空集群协同探测问题,是集群作战研究的重要内容,其中对隐身目标在不同机动,不同极化方式下的集群动态RCS研究是重点和难点问题。在双基地雷达建模和坐标转换的前提下,对隐身目标的两种典型机动——匀加速机动和匀速转弯机动进行建模,在HH、VV两种极化方式下,运用线性插值法对动态RCS进行时序分析。仿真结果表明,两种机动模型下,随着时间变化,动态RCS起伏波动较大,在匀加速运动模型下,HH、VV极化所引起的RCS差异性较大,匀速转弯模型下,不同极化方式带来的影响较小。     

基于大涡模拟的气体羽流分层特性数值模拟

采用大涡模拟(LES)对气体羽流分层特性进行数值模拟,分析了基于LES的气体羽流模型、控制方程和数值计算方法,探讨了LES在多组分气体羽流模拟中的应用;以文献[1]中氦气在空气中形成羽流的实验数据为参考,对所建模型进行验证。利用该模型对密闭空间油气泄漏过程进行数值模拟,计算结果表明油气在泄漏发生的240 s之内,不同组分表现出显著不同的分层规律:相对于空气,密度较大的组分聚集在空间下部20%的范围内;密度较小的组分主要分散在空间上部80%的范围内。研究结果为油库油气危险源安全监测与预警、火灾预防与扑救等提供了关键参数参考和工程设计理论依据。     

水顶油顺序输送油水混合模型研究

顺序输送是利用一条管道输送多种油品,因其可最大限度发挥管道输送潜能而被广泛应用。按照前后行液体不同可分为水顶油、油顶水和不同油品间顺序输送等,其中水顶油顺序输送主要用于管道撤收前的排空作业。对水顶油顺序输送油水混合过程进行了分析,建立了油水混合模型,利用CFD对其进行数值求解,并将仿真结果与前期理论分析进行了对比,两者吻合较好。所得结论可为机动管线水顶油排空作业提供科学指导。     

A sequential scheduling problem with impatient jobs

There are n customers that need to be served. Customer i will only wait in queue for an exponentially distributed time with rate λ_i before departing the system. The service time of customer i has distribution F_i, and on completion of service of customer i a positive reward r_i is earned. There is a single server and the problem is to choose, after each service completion, which currently in queue customer to serve next so as to maximize the expected total return. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 659–663, 2015