New results on a stochastic duel game with each force consisting of heterogeneous units

Two forces engage in a duel, with each force initially consisting of several heterogeneous units. Each unit can be assigned to fire at any opposing unit, but the kill rate depends on the assignment. As the duel proceeds, each force—knowing which units are still alive in real time—decides dynamically how to assign its fire, in order to maximize the probability of wiping out the opposing force before getting wiped out. It has been shown in the literature that an optimal pure strategy exists for this two‐person zero‐sum game, but computing the optimal strategy remained cumbersome because of the game's huge payoff matrix. This article gives an iterative algorithm to compute the optimal strategy without having to enumerate the entire payoff matrix, and offers some insights into the special case, where one force has only one unit. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 61: 56–65, 2014     

Optimal patrol to uncover threats in time when detection is imperfect

Consider a patrol problem, where a patroller traverses a graph through edges to detect potential attacks at nodes. An attack takes a random amount of time to complete. The patroller takes one time unit to move to and inspect an adjacent node, and will detect an ongoing attack with some probability. If an attack completes before it is detected, a cost is incurred. The attack time distribution, the cost due to a successful attack, and the detection probability all depend on the attack node. The patroller seeks a patrol policy that minimizes the expected cost incurred when, and if, an attack eventually happens. We consider two cases. A random attacker chooses where to attack according to predetermined probabilities, while a strategic attacker chooses where to attack to incur the maximal expected cost. In each case, computing the optimal solution, although possible, quickly becomes intractable for problems of practical sizes. Our main contribution is to develop efficient index policies—based on Lagrangian relaxation methodology, and also on approximate dynamic programming—which typically achieve within 1% of optimality with computation time orders of magnitude less than what is required to compute the optimal policy for problems of practical sizes. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 61: 557–576, 2014     

盖板式陶瓷热防护系统的传热性能优化

针对高超声速飞行器对盖板式陶瓷热防护系统的迫切需求,建立了热防护系统结构瞬态传热模型;并研究了防隔热层的物性参数,厚度尺寸,相变层的种类、位置等因素对热防护系统结构传热性能的影响。结果表明,隔热层物性参数及厚度尺寸对热防护系统结构传热性能具有决定性影响,而防热层的物性参数及厚度尺寸几乎不产生影响。相变材料的引入能够明显改善热防护系统结构的传热性能。调整和优化相变层位置是改善热防护系统结构传热性能、降低结构厚度的一个有效途径。隔热层厚度的优化结果可为热防护系统结构设计提供一定的参考和依据。     

地月转移轨道设计的改进微分校正方法

地月转移轨道设计是探月关键技术之一,微分校正法是公认的解决非线性迭代问题的有效方法。针对探月任务中地月转移轨道设计精度高、计算速度快等要求,提出一种改进的微分校正快速设计方法。该方法基于DE405/LE405星历数据下日、地、月和地球J2项摄动真实轨道动力学模型,推导了近月点和入轨点设计参数偏导数关系,在积分轨道状态量的同时积分微分校正矩阵,用积分得到的准确微分校正矩阵求逆,快速迭代得到轨道设计结果。仿真结果表明,利用该方法设计地月转移轨道收敛速度远优于同等精度动力学模型—序列二次规划算法。     

返回舱着陆工况对着陆冲击特性的影响

返回舱着陆工况对冲击响应特性有很大影响。建立了返回舱着陆冲击仿真分析模型,并利用已有试验数据对模型进行验证。通过显式非线性动力学分析方法模拟了返回舱着陆冲击过程,利用正交试验设计法进一步分析了返回舱着陆工况相关参数对冲击响应特性的显著性影响情况及其规律。结果表明:竖直速度、俯仰角、侧倾角及其因子间的交互效应对最大加速度的影响显著,水平速度和滚动角的影响作用不显著。这些结论可为返回舱地面相关试验和结构分析设计提供参考。     

全长和埋入式组合抗滑桩在挖断村滑坡中的应用

重庆市奉节县挖断村滑坡规模巨大,滑坡体长180~250m,滑坡体厚15~35m,剩余下滑力达5 337 kN/m,采用了前排全长后排埋入式的新型组合抗滑支挡技术,大大节省了工程投资。介绍了这种新型组合抗滑结构的设计方法,重点介绍了桩的长度计算、各桩承担滑坡推力计算、治理后的监测数据。工程竣工2年的监测数据表明滑坡变形趋于稳定,说明采用全长和埋入式组合抗滑桩治理该滑坡是有效的。     

某型油料装备升降机公理化设计与方案评价

公理化设计理论为油料装备设计提供了一种新的科学性指导思想。基于公理化设计理论,对某型油料装备升降机进行了设计,并结合正态云模型,使用模糊信息公理对2种不同设计方案进行了评价。通过分析用户需求,给出升降机相应的功能需求和设计参数以及升降机＂之＂字形映射设计过程。使用三维造型软件进行造型和运动仿真,验证了升降机设计的可行性。基于公理化设计理论对油料装备升降机进行了设计和方案选择,验证了该设计方法的有效性。     

航母编队远程防空作战中预警机巡逻区域大小设置

提供了一种航母编队远程防空作战中预警机巡逻区域大小配置的优化方法。通过对航母编队防空区域划分,提出了大小配置的基本要求。以预警机平飞长度、转弯半径和巡逻速度为因素,以目标发现概率、覆盖率和目标发现距离作为评价指标对试验结果进行直观分析,得到对评价指标影响最显著的因素为平飞长度,进而采用正交设计、变步长搜索迭代的方法得到巡逻空域大小的最优布置方案。     

一种基于多核并行计算的目标分配算法设计

随着计算机多核处理器的高速发展,多核并行计算在各领域发展研究的重要性已逐渐突显,分析了当前典型的并行编程模型,在PCAM设计过程的基础上提出了多核并行算法的设计过程,运用OpenMP编程模型完成了一种目标分配算法的多核并行化设计,通过实验及性能分析,验证了并行目标分配算法相较于传统串行算法在计算效率上的优势。     

航天侦查情报保障能力需求产生系统设计

开发航天侦查情报能力需求产生系统是实现需求论证工程化的重要环节,是提高装备需求论证质量与效率的有效手段。通过对航天侦查情报能力需求系统特点和功能需求进行分析,明确了系统设计框架;设计了软件系统功能结构和数据库模型,为航天侦察情报保障能力需求产生提供了技术支撑。