基于多面体重叠网格的多体分离计算分析

分离问题在航空航天领域频繁出现,对各类运载火箭、飞行器等完成任务使命至关重要,并事关主体/分离体的安全。基于带边界层加密的多面体网格、重叠网格和刚体六自由度运动方程,利用CFD数值模拟方法,对某标模外形开展了多体分离数值模拟,研究了不同初始弹射力对多体分离安全性的影响,从纵向和横航向两方面分析了标模的分离特性及与弹射力的关系,对工程研究有一定的参考作用。     

适用于挂飞投放试验的高可靠分离检测系统设计

挂飞投放试验在新型型号的研制过程中作为考核性试验项目应用的逐步广泛,分离检测作为挂飞试验的关键步骤,直接关系试验成败,因此对于分离系统提出了高可靠的要求,针对分离机构、拓扑逻辑设计及信号检测设备等方面开展了详细的设计,采取了双冗余等多种设计措施提升全系统的可靠性,设计结果可以吸收三度故障及部分四度故障,通过多次试验考核,表明该系统设计具有良好的可靠性。     

弹体级间分离流场特性的数值模拟研究

用数值方法模拟了超声速弹体级间分离流场,给出了不同级间距离时几种典型的流场结构,两类典型的流态与实验观察一致。级间距离较小时,级间区为死水区,前体阻力为负,出现典型的"后体效应"现象;距离较大时,内外流之间出现很复杂的干扰波系,一定的分离距离后,后体前缘分离流动区前出现正激波,后体的干扰基本被隔绝。     

子母弹多体分离过程的非定常CFD/RBD数值仿真

为研究子母弹在抛撒时的干扰流场特性,选取多舱段子母弹为计算模型,基于课题组自主开发的非结构混合网格Reynolds平均Navier-Stokes方程求解程序HUNS3D,结合非结构嵌套网格技术,耦合六自由度刚体运动学方程,使用了改进的4阶Adams预估-校正法求解六自由度刚体运动方程.利用跨声速下典型外挂物分离作为验证算例,仿真结果与实验结果高度拟合,验证了求解器的精度.对锁定母弹自由度和释放母弹的自由度两种计算状态进行数值模拟.仿真结果表明:由于激波干涉作用,子弹与母弹之间有较强的耦合作用;释放母弹自由度后,子弹的气动力参数发生了较大变化.      

无人机地面运动控制与仿真

为了解决无人机纠偏刹车系统中实际存在的问题,对无人机地面运动进行了研究,采用前轮转弯、方向舵、差动刹车联合使用模式,以无人机的侧偏角、侧偏距为反馈信号,设计了无人机地面运动纠偏控制律,通过遗传算法的全局优化过程实现其纠偏参数寻优,在Simulink平台建立了无人机纠偏数学模型;试验结果表明,建立的无人机地面运动纠偏数学模型正确有效,能够模拟出无人机地面运动的真实情况;基于遗传算法的控制策略能够实现一定范围内的无人机地面运动纠偏,提高跑道的利用率。     

应用笛卡尔非结构切割网格进行外挂物投放的数值模拟

描述了一种新的网格生成技术,即笛卡尔非结构切割网格技术,采用叉树数据结构,完成了几种单段和多段翼型以及三维机翼的网格生成.应用中心有限体积法,对其绕流问题进行Euler方程数值模拟,并将计算结果与实验数据进行对比.在机翼绕流数值模拟的基础上,求解出机翼带外挂物的分离投放的流场计算问题.     

无人机视景仿真平台设计与实现

在Visual Studio开发环境下,利用DirectX 9.0设计并实现了无人机视景仿真平台;仿真平台的通信系统可通过多种通信方式获取仿真数据;根据DirectX中3D仿真技术特点以及无人机视景仿真需求,设计并实现了无人机在DirectX世界坐标系中的姿态变换方法;根据无人机视景仿真特点,设计了虚拟摄像机视场角控制方法;仿真平台仿真效果生动逼真且运行稳定,具有很强的实用价值,在无人机研制过程中起到了重要作用。     

水轮机导叶分离流动的数值模拟

1引言分离流在本质上是粘性流动和非粘性流动互相干扰的一类复杂流动,绕流中的分离现象往往使水力机械叶片水力损失急剧增加、效率下降,形成的压力脉动还将造成水力机械的振动山。尾水管涡带的形成和分离密切相关,是造成水力机械在部分负荷时机组振动和出力摆动的主要根源［‘j,在偏离最优工况时,叶片内的分离流动将十分严重。本文结合某电站机组出现的振动问题,求解Navier－Stokes的二维方程组,对导叶分离流场进行了分析。2控制微分方程组设导叶内流动为二维不可压粘性流动,控制微分方程组的守恒形式为：。、。分别为。,y两方向…     

高温超导线圈在大电流下稳定性的数值仿真

在电力应用中,超导磁体可能会因为线圈工作于过流状态而失超,也可能会因为交流损耗而导致失超.为此,我们模拟了一个磁体在大电流过载下的稳定性情况.我们使用了一个建立在热传导方程和麦克斯韦方程基础上的差分数值计算方法来得出磁体内部的温度分布.我们对各种不同的电流冲击情况进行了考察,我们的模型可以使磁体设计者在实际制作之前能够估计一个比较安全的操作电流水平,有着广泛的实用价值.     

S波段分离腔振荡器的数值模拟与设计

通过粒子模拟的方法设计了分离腔振荡器(SCO),并建立了基于爆炸发射的阴极模型,对带有真实二极管结构的SCO进行了整体的粒子模拟研究。典型的数值模拟结果为：在二极管电压为495 kV,电流为3.93 kA时,输出高功率微波的功率为640 MW,微波频率为2.85 GHz,功率效率为33.0%。同时,还研究了二极管输入电压幅度及波形、阴-阳极间距、阴极半径等参数对SCO输出高功率微波特性的影响,初步研究结果表明：除了栅网的通过率,SCO对二极管阻抗、阴极半径等参数也比较敏感,对应一定的二极管阻抗,需有一个最佳的电压值与之匹配;三角波电压波形会明显降低SCO的功率效率。     

无人机模拟训练系统设计与开发

针对无人机实装训练的不足及模拟训练系统设计的现状,提出一种将虚拟仿真技术与无人机维护训练相结合的方法,模拟出近似真实的学习训练环境。遵循逼真性、完备性、实用性、模块化及开放性的原则进行系统总体设计,采用C/S（客户端/服务器）架构,将整个系统工程划分为基础层、数据访问层、业务逻辑层和界面展示层四个层次,并预留接口,便于后期的功能扩展;采用SQLite数据库引擎存储和管理系统信息,并通过脚本编写实现与Unity的通信;借助Unity3D软件,结合中心点围绕技术、四元数旋转技术和鼠标拾取技术,实现无人机交互操作。最终,展示了设备学习、仿真训练及考核评估等功能模块,在实时性、规范性及逼真度等方面都到达了装备训练教学的要求。     

四旋翼无人机可视化轨迹跟踪仿真系统

为了便于对四旋翼无人机控制算法进行实验仿真和验证,联合Solidworks和Matlab/SimMechanics工具箱设计了一种四旋翼无人机可视化轨迹跟踪仿真系统;利用Solidworks搭建了四旋翼无人机三维实体模型,并通过Solidworks和Matlab转换接口将该实体模型导入到Matlab/SimMechanics中;Matlab/SimMechanics提供了了三维可视化窗口,可以显示无人机的实时仿真状态;仿真平台在Matlab/SimMechanics环境中实现,与Matlab/Simulink通信方便,可方便的将Simulink设计好的控制算法添加到仿真系统中,以进行验证和参数整定,还具有姿态分析和数据分析等功能;轨迹跟踪仿真结果表明,四旋翼无人机可视化轨迹跟踪仿真系统直观可视,准确可靠,能较好地对控制算法进行研究和测试,对四旋翼无人机以及控制算法的研究和开发具有重要价值。     

无人机仿真系统CAN总线调度及注册机制设计

针对无人机仿真系统传输数据量大,实时性要求高等特点,以基于CAN总线的飞行仿真系统为平台,设计了总线时间调度以及状态检测机制,对数据进行分组分时传输,保证总线通信的实时性,为仿真测试提供了一套正确有效的验证平台。针对传统仿真系统接口资源固定,不利于更改升级的问题,设计了接口资源注册机制,根据各接口节点的注册信息建立系统接口资源表,进行统一管理,提高了系统的灵活性,便于仿真系统的开发。     

无人机垂直突风非线性动态过程建模与仿真

在无人机方案设计初期,需对气动关键参数进行数字仿真,以验证其能否适应复杂气象条件。为研究无人机在遭遇垂直突风时,其相关参数的动态响应情况,基于simulink建立了数字飞机模型及突风模型,完成了90s的飞行仿真。结果表明,无人机在地轴系Z向遭遇风速为50ms/s时长2s的垂直突风时,其飞行高度、速度等参数均在设计范围内波动,在突风消失后,飞机恢复稳定状态。为后期的系统设计和飞行试验奠定良好的基础。     

硫化氢在金属-有机骨架材料中吸附与分离的计算模拟

采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对天然气中的两种气体CH_4和H_2S在Cu_6(BTTC)_4(H_2O)_6·x S(1)和[(CH_3)_2NH_2]_3[(Cu_4Cl)_3(BTTC)_8]·yS(2)两种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附与分离性能进行了比较研究.结果证明了聚合物2的吸附量和分离性能相比之下高于聚合物1,且两种材料的吸附机理存在差异.聚合物1中金属Cu和有机基团对于吸附两种气体没有明显的作用,主要分布在小孔道和大孔道;然而聚合物2中的H_2S和CH_4主要吸附在有机基团、金属Cu和-Cl基团周围.则含有-Cl基团的聚合物2展现了优越的吸附能力和稳定性.总而言之,本文获得的结果可以应用于此类研究领域,因此在环境范围中吸附去除污染物可以产生更深层次定性和定量的作用.     

天然气超声速除湿器旋流分离数值研究

壁面型线决定了超声速除湿器的内部流场特征,进而对组分凝结特性和分离效率等产生重要影响。本文借助数值方法研究了内扩张型超声速除湿器流场径向分布特性以及组分凝结特性。计算结果表明除湿器内气流的周向速度、压力、温度在不同截面呈现出不同的径向分布特征。加速流道内壁面侧的气流温度低于外壁面侧,使组分凝结首先发生于流道内侧,为达到气液分离效果必须增加分离段长度。因此需要对除湿器加速段流道进行优化设计,以改善除湿器工作性能。     

复杂中药体系色谱分离过程中进样条件的优化与预测

以甘草提取物为原料,甘草苷为目标组分,对复杂中药体系色谱分离过程中的进样条件进行优化。以70%产品纯度下甘草苷的回收率y为目标函数,以进样纯度x1和进样浓度x2为自变量,提出4种模型,并采用计算模拟及回归分析的方法得出模型参数,得到复杂甘草提取物色谱进样条件的非线性模型为y=63.61x10.204x2-0.09。结合分析预测结果,对甘草苷进行了分离纯化。     

硫化氢在金属-有机骨架材料中吸附与分离的计算模拟

摘 要: 采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对天然气中的两种气体CH4和H2S在Cu6(BTTC)4(H2O)6·xS (1)和[(CH3)2NH2]3[(Cu4Cl)3(BTTC)8]·yS (2)两种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附与分离性能进行了比较研究.结果证明了聚合物2的吸附量和分离性能相比之下高于聚合物1,且两种材料的吸附机理存在差异,聚合物1中金属Cu和有机基团对于吸附两种气体没有明显的作用,主要分布在小孔道和大孔道;然而聚合物2中H2S和CH4主要吸附在有机基团、金属Cu和-Cl基团周围.则含有-Cl基团的聚合物2展现了优越的吸附能力和稳定性.总而言之,本文获得的结果可以应用于此类研究领域,因此在环境范围中吸附去除污染物可以产生更深层次定性和定量的作用.     

基于去噪降维和蝙蝠优化的高光谱图像盲解混算法

为解决盲源分离技术难以直接用于高光谱图像解混这一问题,将丰度非负及和为1约束作为盲源分离的目标函数,改变传统的独立性假设;同时,针对目标函数中具有大量的局部极小,引入蝙蝠优化算法,解决传统梯度类优化算法易陷入局部极值的问题.在降维过程中,提出一种基于奇异值分解去噪的正交子空间投影的降维方法.仿真数据和真实遥感数据实验表明,所提出算法收敛速度和解混准确度高,具有较强的抗噪声干扰能力,适用于像元纯度很低的高光谱图像解混.