Risk‐sensitive sizing of responsive facilities

We develop a risk‐sensitive strategic facility sizing model that makes use of readily obtainable data and addresses both capacity and responsiveness considerations. We focus on facilities whose original size cannot be adjusted over time and limits the total production equipment they can hold, which is added sequentially during a finite planning horizon. The model is parsimonious by design for compatibility with the nature of available data during early planning stages. We model demand via a univariate random variable with arbitrary forecast profiles for equipment expansion, and assume the supporting equipment additions are continuous and decided ex‐post. Under constant absolute risk aversion, operating profits are the closed‐form solution to a nontrivial linear program, thus characterizing the sizing decision via a single first‐order condition. This solution has several desired features, including the optimal facility size being eventually decreasing in forecast uncertainty and decreasing in risk aversion, as well as being generally robust to demand forecast uncertainty and cost errors. We provide structural results and show that ignoring risk considerations can lead to poor facility sizing decisions that deteriorate with increased forecast uncertainty. Existing models ignore risk considerations and assume the facility size can be adjusted over time, effectively shortening the planning horizon. Our main contribution is in addressing the problem that arises when that assumption is relaxed and, as a result, risk sensitivity and the challenges introduced by longer planning horizons and higher uncertainty must be considered. Finally, we derive accurate spreadsheet‐implementable approximations to the optimal solution, which make this model a practical capacity planning tool.© 2008 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2008     

锥形液膜的Kelvin-Helmholtz扰动波

为进行锥形液膜雾化过程分析,研究锥形液膜的Kelvin-Helmholtz稳定性问题,应用小扰动假设,建立了锥形液膜数学模型、轴对称扰动运动的控制方程和边界条件,采用分离变量法求解线性偏微分扰动方程组,经过严格的数学推导,得到了锥形液膜内外表面扰动波增长速率特征方程.当液膜锥角为零时,与环形液膜扰动波特征方程一致;当液膜锥角和液膜内径为零时,与圆射流扰动波特征方程一致,表明导出的锥形液膜扰波动方程是合理的.     

激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术

从激波/湍流边界层干扰机理以及流动控制的迫切需求入手,从自适应涡流发生器、自适应鼓包、自适应微射流以及自适应次流循环四个方面对激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术研究进展进行了总结。分析认为,结合AI技术发展自适应流动控制技术,加速控制方式智能化,可作为新一代高超声速飞行器宽速域飞行的重要技术手段。具体来说,就是通过调节外加激励对高超声速飞行器不同区域实现局部流动加/减速、气动热防护、气动控制等功能,根据流场参数建立控制反馈回路,自适应调整局部流场结构,以满足工程实际需求。     

空间引力波探测无拖曳技术现状与趋势

航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计与控制的详细介绍和分析,对涉及的无拖曳与姿态控制、高精度惯性传感器与执行机构等原理和理论方法进行了深入的剖析。针对现已开展的空间引力波探测无拖曳航天器在轨飞行的演示验证整体情况进行详述和分析。在此基础上,提出后续开展相关研究中亟待解决的关键问题,指出未来无拖曳航天器系统动力学与控制的研究热点和趋势。     

水声目标机动检测与跟踪

当今海战场水声目标往往采用机动方式航行,打破了目标匀速直线运动假定的传统。通过对水声目标的机动模式分析,可将目标的运动轨迹近似为折线运动进行研究。提出了水声目标的机动检测与跟踪方法,简化机动检测的复杂度,最后讨论了对机动目标长时跟踪的策略。     

爆轰波斜冲击作用下破片飞散特性研究

为研究非对称结构战斗部的破片飞散特性,利用斜激波理论对爆轰波作用于壳体表面的过程进行研究,并利用自由面速度倍增定律对波在自由面反射后质点速度的计算进行简化,得到了破片飞散角的计算模型。利用D型战斗部试验数据对计算模型进行验证,结果表明,斜激波理论计算得到的破片飞散与试验结果吻合很好;当入射角较小时,壳体飞散角与入射角成线性关系。     

漂浮式微型波力发电装置原理与结构

为了满足偏远岛屿小功率用电保障需求,根据波浪能特点,提出一种新型漂浮式微型波力发电装置。利用重锤惯性定心原理,建立浮动"机架",解决漂浮体内部相对固定问题;采用机-电直接转换系统,提高波浪能的利用效率;研究系统的原理与结构,分析系统的功能特点和主要运动参数。研究结果表明,漂浮式微型波力发电装置具有结构原理新颖、传动效率高、传动质量好与轻巧便携等优点。该研究为漂浮式微型波力发电装置的研发与应用奠定了基础。     

并联波浪补偿系统的鲁棒控制方法

研究了基于绳牵引并联机构的新型波浪补偿系统的鲁棒控制方法。将环境作用力和不可测参数从动力学方程中分离出来,看作系统干扰,然后根据李亚普诺夫稳定性理论推导了控制律。针对绳索冗余的情况,提出了一种基于交互投影的绳索张力分布算法。当存在张力分布的可行解时,该算法能够得到远离张力限制边缘的"安全"最优解;当不存在可行解时,该算法能够得到满足张力限制条件的最佳近似解。为了提高鲁棒控制的实用性,还研究了负载惯性参数辨识方法。仿真结果表明,以上理论与方法对于波浪补偿系统是非常有效的。     

船舶电力系统单相接地故障初始零模电流行波特征的仿真分析

为分析单相接地故障产生的初始零模电流行波特征,提出了一种基于船舶电网电缆线路分布参数的小电流接地系统的高精度故障模型。该模型采用带有4条电缆支路的船舶电网结构,利用电磁暂态仿真程序EMTPWorks 对船舶电力系统不同条件下的单相接地故障初始零模电流行波进行了仿真分析。通过分析仿真数据,得出了初始零模电流行波的故障特征,讨论了中性点接地方式、故障初始角、过渡电阻对故障特征的影响。     

饱和多孔热弹性体自由表面p波的反射

利用建立的饱和多孔介质中热弹性波的弥散方程,研究了平面p波在自由界面上的反射问题,获得反射系数的表达式。通过算例分析了饱和多孔弹性介质的热膨胀系数对p1波传播速度的影响,进而考虑界面透水与不透水两种工况,讨论了不同频率、入射角和表面排水条件对各反射波幅值的影响特性。结果表明:热物性参数对波的传播有一定的影响,频率、入射角和表面排水条件对两类压缩波、剪切波和热波的反射幅值的影响较大。