直列式内燃机往复惯性力对瞬时转速影响的仿真研究

提出了两种由直列式内燃机往复惯性力计算转速波动的仿真模型 ,对不同气缸间惯性力的相位耦合进行了仿真分析 ,证明缸数对转速波动的幅度和频率均有着很大的影响 ;利用希尔伯特变换对转速波动信号进行时频分析 ,证明了多缸机转速波动波形为调频余弦曲线     

恒速航行原理的数学证明与分析

提出并证明了船舶经济航行的基本原理———恒速航行原理 .先将实际船舶航行中最经济航行的航速选择这个一般性问题抽象成纯数学问题 :在规定的时间内从A地航行到B地 ,如何选择航速以使推进系统总耗功最省 ;然后在数学上证明恒速航行原理 ,即恒速航行是船舶经济航行唯一的选择 ;最后 ,将该原理推广到其它交通手段 ,如车辆行驶和飞机飞行     

船用柴油机PID神经网络控制系统的设计

给出了PID NN控制器的结构形式、计算公式,并将其应用于船舶柴油机的转速控制系统中.从仿真结果可知,该算法的控制性能和鲁棒稳定性良好,具有较好的自学习和自适应性.     

氧气鱼雷供氧系统中扰动波的建模与仿真

鱼雷发射时,对高压氧气舱中的氧气起开关作用的启动阀快速开启,从而在启动阀的两端产生激波和膨胀波等两种扰动波.考虑了高压氧气的分子间相互作用力及分子所占体积的影响,采用范德瓦耳斯公式来代替完全气体的状态方程,同时建立了扰动波的数学模型,并推导了气体在接触间断面上的速度计算模型,仿真计算得出激波波阵面上的温度、由膨胀波所引起的低温及其它物理量的数值,为分析氧气鱼雷使用高压氧气的安全性提供了参考数据.     

基于激光推进的光船发射任务设计与参数优化分析

针对发射初始质量为100kg的光船到近地圆轨道的任务,研究了激光平均功率、激光大气传输特性、光船激光接收面面积、发动机比冲、发动机能量转化效率等参数之间的相互关系及光船飞行任务的优化问题。针对激光发射光船的具体要求,由功率估算公式计算出激光平均功率,从激光作用范围估算出光船的激光接收面的最小面积;基于光船飞行动力学模型,结合估算的参数,应用序列二次规划方法优化计算出光船飞行的最优弹道。计算结果表明,光船入轨质量可达到35.5kg,最优比冲为8140m/s。     

基于内外子区域划分的高阶精度CFD程序异构并行算法

对计算流体力学(CFD)程序CNS提出一种Offload模式下基于内外子区域划分的异构并行算法,结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格库塔方法的特点,引入ghost网格点区域,设计了一种ghost区域收缩计算策略,显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销,负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠,提高了异构协同并行性。推导了保证计算正确性的ghost区域的参数,分析了负载均衡的条件。在“CPU(Intel Haswell Xeon E5-2670 12 cores ×2)＋加速器(Xeon Phi 7120A ×2)”的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升5.9倍,较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能,该算法使用单加速器时加速1.27倍,使用双加速器加速1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

几何约束的改进弹性体网格变形方法研究及应用

针对现有弹性体网格变形方法无法有效抑制网格单元出现"负体积"和过度畸变等问题,引入体积弹性模量约束和挤压弹性模量约束,提出一种基于几何约束的改进弹性体法。借助Patrick网格质量参数,选取三维长方体边界在旋转、平移和伸展变形三种方式下的大幅度运动,对比研究引入几何约束后的改进效果。仿真计算二维NACA0012翼型的俯仰振荡和三维伸缩翼变形过程的气动特性,结果表明:基于几何约束的改进弹性体法显著提高了变形网格的鲁棒性,尤其在大变形时能够有效约束较差网格单元,改善经典方法存在的问题,可为非定常流场问题的求解提供有力支撑。     

水下接触爆炸下液舱前置型防雷舱的动响应分析

为探讨防雷舱结构设计,采用有限元方法对同一防雷舱结构的典型模式和液舱前置模式进行数值仿真计算,通过对典型模式与实验结果的对比,验证了数值计算方法的有效性。着重分析了液舱前置对防雷舱结构动响应过程、失效模式及防护效能的影响,并分析了其形成机制。从结构破坏过程、载荷特性、吸能特性三个方面对比了两种模式的差异,探讨了两种模式防雷舱结构的防护机理,为舰船水下舷侧防护结构的工程设计提供了参考。     

航天器交会中的多圈Lambert问题研究

针对大椭圆轨道追踪器固定时间直接碰撞交会问题,介绍了一种快速确定多圈Lambert问题最优解的新方法。研究了多圈Lambert转移解,分析了转移时间与转移轨道参数的关系;研究了无时间约束最优直接碰撞交会及其必要条件。仿真表明:最优解快速确定方法有效、可行,并可提高计算效率。     

海军诸兵种综合战术训练仿真系统构建研究

如何构建诸军兵种综合战术训练仿真系统,是当前全军训练仿真领域内的研究热点。基于HLA技术框架及分层式RTI,搭建了海军诸兵种综合战术训练仿真系统的体系结构。并采用面向对象的建模与仿真方法,提出了系统公共参考FOM模型的设计思路,定义了实体类、交互类及路径空间,有效规范并减少了系统间网络传输的数据流量。最后,给出了系统仿真实现的流程图和一个仿真实例。实践证明,使用HLA仿真框架实现的海军诸兵种综合战术训练仿真系统能够满足当前海军战术训练的需求。