混合驱动水下滑翔机水动力参数辨识

与传统水下滑翔机相比,混合驱动水下滑翔机可以分别利用头部的浮力驱动单元和机身尾部的螺旋桨推进单元进行驱动从而实现不同形式的运动,具备低功耗、长航程、良好机动性等特点,具有广泛的应用前景. 准确的动力学模型以及精确的水动力参数是实现混合驱动水下滑翔机控制系统设计以及精确导航的基础. 在混合驱动水下滑翔机动力学模型已知的前提下获得准确的水动力参数是本文主要研究的问题. 本文以天津大学研制的混合驱动水下滑翔机“海燕” 作为研究对象,提出一种在有限航行参数条件下,基于大数据统计分析的计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD) 和参数辨识相结合来获取混合驱动水下滑翔机的水动力参数的方法. 即首先建立滑翔机的动力学模型,推导出稳态数据与所求水动力参数的关系;然后采用CFD 的方法得到其升力系数,根据大量稳态纯滑翔实验数据,结合大数据统计分析,辨识出其剩余水动力参数;最后,根据混合驱动模式下的实验数据辨识出与螺旋桨相关的参数,从而得到其整套的水动力参数. 该方法不仅结合了CFD 方法具有获取复杂外形结构航行水动力的特点,而且可以有效利用大量现场实验数据,因而能够更加准确地辨识其实际运动. 通过运动仿真与试验对比,验证了该辨识方法的正确性和有效性,对滑翔机的研究具有指导意义.      

夹芯板结构局部压入力学响应研究

利用材料试验机(MTS)实验研究了复合材料面板、闭孔泡沫铝芯层夹芯板结构在准静态压入时的变形和破坏特征。实验结果表明,夹芯板的破坏主要集中在压头作用的局部区域内;同时,根据最小势能原理建立了泡沫铝夹芯板在半球形压头作用下的压入力学响应理论预测模型。通过引入无量纲参数分析了夹芯板压入载荷-位移响应,并在不同面板厚度、芯层厚度和芯层相对密度情况下,对夹芯板压入响应理论解的有效性和适用性进行了讨论。     

基于重力场特征参数信息熵的适配区选择方法

针对当前重力统计特征参数类别繁多,选择标准复杂而导致错选有效匹配区域的问题,利用信息熵具有能够整合多种统计参数且算法计算量小的特点,提出了一种基于特征参数信息熵的重力辅助导航适配区的选择方法。首先,在DTU10模型下将该方法与传统单一特征参数的方法进行比较,确定了传统方法的确会错误选择可匹配区,从而也反映了所提出方法的优越性;其次,在该方法划分出的匹配区和非匹配区中分别设计了8条仿真航线,匹配区中仿真航线的匹配效果明显优于非匹配区中的匹配效果。仿真结果表明了该方法的有效性。     

空间目标初始轨道确定吉布斯问题误差分析

现代战争中的空间武器平台捕获敌方的空间目标,确定其运行轨道后实施军事打击,所以对轨道确定参数的误差进行分析对于精确打击具有非常重要的意义。为了准确分析吉布斯三位置矢量定轨法的轨道根数的确定精度,根据吉布斯方法的轨道确定模型,采用向量求导的方法,详细推导了轨道根数对于观测位置误差的灵敏度矩阵,并给出了轨道根数误差与观测位置误差之间的关系,明确初始轨道的确定精度及误差传播规律。最后对吉布斯方法及其误差分析进行仿真分析验证,验证了方法的正确性。     

三维计算断裂力学

断裂力学理论从1921年Griffith研究玻璃的脆性断裂问题开始,经历了从线弹性体系到弹塑性以及蠕变理论体系、从单参数到多参数体系和从理想的二维平面理论到实际三维含裂纹结构的三维断裂理论的发展历程。针对应力强度因子K和J积分以及C(t)积分的计算方法从理想化模型的理论计算发展到实际复杂工程结构裂纹体计算的各种商业软件平台以及专业的断裂理论分析平台。尤其是随着计算机技术的发展,对三维含裂结构的静态和扩展裂纹的计算模拟已经能够融入计算机辅助设计。结合本研究组近30年来在三维疲劳断裂理论和应用研究方面的体会,简述了三维计算断裂力学从裂纹体应力应变分析和断裂参数计算到三维蠕变断裂和疲劳裂纹扩展模拟的国内外进展,并对涉及的计算方法,包括原子尺度和跨尺度的计算模拟,以及目前面临的挑战性问题作了简要介绍和分析。     

A closed form of a kurtosis parameter of a hypergeometric-Gaussian type-Ⅱ beam

Based on the irradiance moment definition and the analytical expression of waveform propagation for hypergeometricGaussian type-Ⅱ beams passing through an ABCD system, the kurtosis parameter is derived analytically and illustrated numerically. The kurtosis parameters of the Gaussian beam, modified Bessel modulated Gaussian beam with quadrature radial and elegant Laguerre–Gaussian beams are obtained by treating them as special cases of the present treatment. The obtained results show that the kurtosis parameter depends on the change of the beam order m and the hollowness parameter p, such as its decrease with increasing m and increase with increasing p.     

Parameter allocation of parallel array bistable stochastic resonance and its application in communication systems

In this paper, we propose a parameter allocation scheme in a parallel array bistable stochastic resonance-based communication system(P-BSR-CS) to improve the performance of weak binary pulse amplitude modulated(BPAM) signal transmissions. The optimal parameter allocation policy of the P-BSR-CS is provided to minimize the bit error rate(BER)and maximize the channel capacity(CC) under the adiabatic approximation condition. On this basis, we further derive the best parameter selection theorem in realistic communication scenarios via variable transformation. Specifically, the P-BSR structure design not only brings the robustness of parameter selection optimization, where the optimal parameter pair is not fixed but variable in quite a wide range, but also produces outstanding system performance. Theoretical analysis and simulation results indicate that in the P-BSR-CS the proposed parameter allocation scheme yields considerable performance improvement, particularly in very low signal-to-noise ratio(SNR) environments.     

Small-signal modeling of GaN HEMT switch with a new intrinsic elements extraction method

A novel and accurate method is proposed to extract the intrinsic elements of the GaN high-electron-mobility transistor(HEMT) switch.The new extraction method is verified by comparing the simulated S-parameters with the measured data over the 5-40 GHz frequency range.The percentage errors E_(ij) within 3.83% show the great agreement between the simulated S-parameters and the measured data.     

关于两参数Birnbaum-Saunders疲劳寿命分布统计分析的2个注记

通过Monte-Carlo模拟说明目前用于求解两参数Birnbaum-Saunders疲劳寿命分布尺度参数的2种方法可能无法得到尺度参数的区间估计.进一步指出,在利用广义枢轴量法给出尺度参数以及参数函数的置信区间过程中存在错误,并用反例进行了说明,同时给出了正确的证明.     

Plastic scintillator for pulse shape neutrons and gamma quanta discrimination

This study describes a new plastic scintillator for pulse shape n-γ discrimination. The scintillator contains two activation centers with different life spans. The first activator collects the singlet excitation energy of a polymer base, and the second activator utilizes triplet excitation states. We utilized 1,4-dimethyl-9,10-diphenylanthracene (DMDPA) and tris(dibenzoylmethide) (1,10-phenanthroline)Europium(III) (Eu[DBM]₃Phen) as activators. The figure of merit for this scintillator is 1.37, which is sufficient for reliable n-γ discrimination.