A new importance sampling Monte Carlo method for a flow network reliability problem

The exact evaluation of the probability that the maximum st‐flow is greater than or equal to a fixed demand in a stochastic flow network is an NP‐hard problem. This limitation leads one to consider Monte Carlo alternatives. In this paper, we propose a new importance sampling Monte Carlo method. It is based on a recursive use of the state space decomposition methodology of Doulliez and Jamoulle during the simulation process. We show theoretically that the resulting estimator belongs to the variance‐reduction family and we give an upper bound on its variance. As shown by experimental tests, the new sampling principle offers, in many cases, substantial speedups with respect to a previous importance sampling based on the same decomposition procedure and its best performances are obtained when highly reliable networks are analyzed. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 49: 204–228, 2002; DOI 10.1002/nav.10004     

高温气流内雾滴运动与蒸发特性的理论分析

建立了高温气流内雾滴运动与蒸发的数学模型,对雾滴在高温气流内的运动与蒸发特性进行了理论分析。结果表明,雾滴在高温气流内的运动分为变速段和恒速段,雾滴终端速度取决于气流速度;雾滴粒径越小,追随气流运动的能力越强;雾滴在高温气流内蒸发时,粒径随时间呈指数规律递减。     

红外成像自动目标识别技术研究--计算模型与数据流程

红外自动目标识别是当前智能化图像处理及应用开发的前沿关键技术,其研究进展与计算机视觉的发展水平紧密相关。人类视觉系统是计算机视觉的原始模型,其视觉感知机理的研究将有助于揭示视觉表象的本质,进而为准确描述图像特征信息提供科学而可靠的依据。主要从视觉感知模型、感知功能模块响应特性、视觉对比灵敏度等方面对视觉感知基本原理加以综合分析,并力图利用这些功能卓越的信息处理机制阐明一种具有普适性的视觉计算模型———目标-背景表征模型。在此基础上,将背景区域感知与目标特征分析相结合,提出了自适应信号检测、目标特征识别和运动轨迹跟踪的层次化数据处理流程,从而为红外自动目标识别技术提供一条新的探索途径。     

含新型间断探测器的混合WCNS格式在间断无粘可压流的应用

为了让高精度数值格式在含间断和小尺度涡等复杂结构的超声速无粘可压缩流动情况下,仍能鲁棒地捕捉激波并快速得到流场高保真的模拟结果,研究了以子模板导数组合为基础的光滑度量算法,构造了精度与鲁棒性兼顾的新型间断探测器,使间断识别对小尺度涡也具有高分辨率;研究了混合加权紧致非线性格式(weighted compact nonlinear scheme, WCNS)方法,对流场中的光滑与间断区域分别使用线性与非线性加权格式求解,从而克服单一非线性格式在光滑区分辨率难以达到设计精度的问题。数值实验表明,使用新型间断探测器的混合WCNS格式对一维、二维Euler方程模拟结果良好,并且相比于在全流场使用局部特征分解的原始WCNS方法有计算效率的提高。     

充气式返回舱化学非平衡仿真分析

采用空气五组分模型对充气式返回舱的气动特性进行了化学非平衡数值模拟研究,考察了返回舱外形变化对流场温度和压力的分布以及壁面热流密度和压强的影响,分析了流场中组分分布情况。研究结果表明,外形变化在总体上对返回舱流场特性影响较小,会使舱体壁面处的热流密度有所增加;对流场组分分布的研究发现,由于N₂比O₂更难解离,在整个流场中N的摩尔分数远低于O的摩尔分数;在目前的计算条件下,沿轴线和壁面的氮氧比与来流基本保持一致。仿真结果在总体上与实验结果符合较好,验证了仿真模型的可靠性。     

跨音速流动中涡轮动叶叶顶的气膜冷却特性分析

为了掌握跨音速流动中涡轮动叶叶顶气膜冷却特性,采用压敏漆测试技术来研究叶顶间隙高度和质量流量比对叶顶气膜冷却特性的影响规律。研究结果表明:在小质量流量比条件下,增加叶顶间隙高度能够有效改善叶顶中弦区域的气膜覆盖,然而当质量流量较大时,叶顶间隙高度变化对叶顶中弦区域的气膜冷却效率分布影响并不明显;在小叶顶间隙高度条件下,随着质量流量比增加,叶顶中弦区域冷气覆盖效果逐渐变差,在大叶顶间隙高度条件下,仅当质量流量比从0.1%+0.05%增加到0.14%+0.07%时,叶顶中弦区域的冷气覆盖效果才有所改善。     

超声速转弯流道内迟滞现象的初步研究

采用特征线法,通过预先给定中心线马赫数分布,设计了消波的二维超声速转弯流道。研究了不同反压作用下转弯流道内的激波串结构、壁面沿程静压分布和壁面分离区演化等特征,分析了流道内激波串波结构与反压的关系,发现了激波串波头很难稳定在流道拐点附近。当激波串波头靠近流道拐点时,流场具有双解。流动双解区向单解区演化过程中,伴随有大分离区在上、下壁面之间的迅速转换和激波串结构的快速演化。     

一体化联合作战中信息流作用研究

以复杂系统理论为基础,从动力学角度出发,阐述了如何以信息流变化为依据、以相空间重构为手段,对作战系统状态转移轨迹进行反演计算,进而预测态势发展趋势的构想。同时针对一体化联合作战的“联合增效”作用,讨论信息流协调作用对一体化联合作战组织结构有序度的影响,建立了基于信息流协调度评价的一体化联合作战要素优化组合模型。     

低温跨声速风洞设计中的真实气体效应研究

风洞以低温气体为介质运行时,气体会表现出热力和热值的不完全,风洞回路气体流动参数计算需要考虑低温真实气体效应。计算给出了氮气介质在温度100～323 K、压力100～450 kPa范围压缩性因子和比热比的变化规律,并通过将等熵膨胀系数引入一维完全气体流动方程,发展了低温跨声速风洞气流流动参数计算分析模型,获得了跨声速风洞高速运行时气流液化温度和压力的组合边界包络线。对比分析结果表明：在低温跨声速风洞的运行压力(115～450 kPa)和温度(110～323 K)范围内,基于等熵膨胀系数计算得到的气体流动状态参数的理论计算值与气体真实物理解的偏差小于1%,完全可满足低温跨声速风洞工程设计需求。     

S弯进气道合成双射流流场控制特性分析

针对飞翼布局无人飞行器中S弯进气道明显流动分离和出口总压畸变等问题,提出了基于合成双射流的主动流动控制方法,建立了合成双射流的S弯进气道数值仿真模型。结果表明,在S弯进气道分离点附近施加合成双射流控制,在整个射流周期内通过“吹”“吸”接力可以有效抑制边界层流动分离,有效提升总压恢复系数。对比研究了合成双射流不同射流角度、射流峰值速度和激励频率对S弯进气道流场控制特性的影响规律。结果表明合成双射流与主流的角度越小,流动分离控制效果越好,较大射流峰值速度会对主流形成“阻挡”致使控制效果下降,激励频率与流场特征频率越接近控制效果越明显。