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计算机仿真杂志北大期刊统计源期刊

  • 主管单位:中国航天科技科工集团公司

  • 主办单位:北京控制与电子技术研究所

  • ISSN:1006-9348

  • CN:11-3724/TP

计算机仿真杂志

计算机仿真 2018年第07期杂志 文档列表

计算机仿真杂志军事领域仿真
1-1

多层吸波材料结构优化仿真研究

作者:成雨果; 蒋礼; 黄小忠; 杜作娟 单位:中南大学物理与电子学院; 湖南长沙410083; 中南大学航空航天学院; 湖南长沙410083

摘要:研究多层吸波材料的结构优化问题。通过优化多层吸波材料的结构,可以增强材料对雷达波的吸收,提升材料的隐身能力。传统算法在解决多层吸波材料结构优化问题时,收敛速度较慢,寻优精度较低。为解决上述问题,提出一种改进遗传算法,以各层材料的种类和厚度为优化变量,以不同频段的吸收频带宽度为优化目标,采用动态编码及跟踪解码、精英选择策略和动态遗传算子等技术。提高收敛速度,避免了收敛于局部最优值。利用改进后的遗传算法进行仿真,并与标准遗传算法进行对比。仿真结果表明,改进后的遗传算法收敛速度更快,寻优能力更强,能有效解决多层吸波材料的结构优化问题。

6-10

空战防空兵雷达侦察预警阵地优化配置仿真

作者:赵海涛 单位:解放军信息工程大学地理空间信息学院; 河南郑州450001; 陆军炮兵防空兵学院; 河南郑州450052

摘要:对空战防空兵雷达侦查预警阵地的优化配置,能够有效探测雷达覆盖范围、抑制雷达间干扰、提高资源利用率。对雷达侦查预警阵地的优化配置,需要按照配置原则量化结果构建科学的数学模型,给出约束条件,完成侦查预警阵地的优化配置。传统方法先通过粒子群优化法获取全局与局部最优解,再搜索获取配置方案,但忽略了获取阵地配置优化的约束条件,导致配置优化精度偏低。提出新的防空兵雷达侦查预警阵地优化配置方法。介绍了配置原理,对配置原则进行数学量化处理。按照配置原则量化结果构建科学的数学模型,给出约束条件。通过物元分析对建立模型进行求解,获取防空兵雷达侦查预警阵地优化配置结果,保证配置方案的科学合理性。实验结果表明,采用所提方法对防空兵雷达侦察预警阵地进行优化配置,配置结果科学合理,较其它方法明显更优。

计算机仿真杂志航空航天领域仿真
11-14

空中战机的雷达目标信号跟踪精度优化研究

作者:程佳林; 张贞凯 单位:江苏科技大学电子与信息学院; 江苏镇江212003

摘要:机载雷达目标跟踪时,目标存在强非线性运动状态,导致扩展卡尔曼滤波算法性能较差。为解上述问题,将扩展卡尔曼滤波的扩维融合方法与信息滤波相结合,建立扩展信息滤波模型。首先,通过逆协方差形式得到信息状态向量和信息矩阵,将多个低维传感器的观测向量扩展为单个高维观测向量,线性化扩维后的观测矩阵得到雅克比矩阵。然后,求得信息状态向量和信息矩阵的预测值结合融合中心状态信息贡献以及相关的信息矩阵。最后,解出多传感器融合后的状态估计以及状态协方差矩阵。仿真结果表明,与扩展卡尔曼滤加权融合波算法相比,扩展信息滤波(EIF)算法有更低的均方根误差(RMSE)。因此,扩展信息滤波具有很好的跟踪精度,可以为机载雷达目标跟踪优化提供科学依据。

15-21

格尼襟翼对低雷诺数翼型流场的影响研究

作者:崔钊; 高华; 韩东; 李建波 单位:中国飞行试验研究院飞机所; 陕西西安710089; 南京航空航天大学航空宇航学院; 江苏南京210016

摘要:针对格尼襟翼对低雷诺数翼型流场特性的影响开展了数值仿真研究,建立了包含k-kL-ω湍流模型的数值分析方法.并验证了上述模型在低雷诺数流场仿真中的有效性。基于上述模型研究了Eppler387翼型加装1%弦长高度格尼襟翼的流场特性,结果表明加装格尼襟翼后当迎角大于5。时,翼型上表面层流分离泡向前缘移动,其长度大幅减小,有利于流动尽早转捩从而抑制分离。关于后缘涡系形态的研究表明,对称翼型更容易形成双“螺旋式奇点”形态的双涡涡系;而弯度较大、最大弯度位置靠后的翼型更容易形成单涡涡系,即由“螺旋式奇点”与“鞍点式奇点”共同构成的涡系结构。

22-26

空间站超大型桁架结构优化设计研究

作者:范炳辉; 李长春; 杜成斌; 邵国建 单位:河海大学力学与材料学院; 江苏南京210098; 北京航天长征飞行器研究所; 北京100076

摘要:超大型空间结构采用连续体拓扑优化成框架结构形式时,容易产生网格依赖性、局部极值等数值不稳定现象,结果可靠性较低。为获得轻质高强且布局合理的空间站超大型桁架结构形式,提出了基于有限元软件ANSYS的分级优化方法。首先通过拓扑优化获得最优构型,后对该最优构型进行尺寸优化;其次对其杆件进行拓扑优化,之后进行尺寸优化。分级优化间结合实际情况,进行等代处理,最终可得到桁架结构的具体形式。结果表明:分级优化方法在处理超大型桁架结构优化问题时可较好地规避数值不稳定现象,所得到的空间站超大型桁架结构形式满足要求。

27-31

系留气球球体结构动力学特性研究

作者:何泽青; 王生; 栗颖思; 秦玉梅 单位:中国科学院大学; 北京100190; 中国科学院光电研究院; 北京100094

摘要:针对系留气球球体结构的动力学特性展开分析。首先根据虚位移原理建立球体薄膜结构的动力学方程并对其展开分析,得出自振频率与薄膜面密度和面内张力的关系;其次建立系留气球球体结构的有限元模型并进行模态分析,计算低阶固有频率和分析主振型,给出各阶固有频率和压差的关系曲线;最后对球体结构的动力学特性展开测试和分析,并对有限元分析结果进行验证。仿真和测试结果表明,尾翼结构由于基础刚度较小,其振动频率较低,且受球体内压影响较小;主气囊结构的固有频率随着球体内部压差的增大而增大。分析结果为系留气球球体结构动力学特性的进一步研究奠定可靠基础。

32-36

民机维修人员配置方法研究

作者:贾宝惠; 戴群; 王玉鑫; 李耀华 单位:中国民航大学航空工程学院; 天津300300

摘要:针对民机维修任务人员优化配置进行研究,综合考虑维修任务的维修成本以及时间成本,分析时间权重对维修成本以及维修人员配置的影响,构建维修人员类别以及数量配置的数学模型。采用基于镜像二进制编码的自适应遗传算法求解相应的维修人员优化配置结果,选择算子采用精英选择与赌方式,交叉算子与变异算子采用自适应交叉率与变异率,提高算法演算速率与准确度。通过实例分析,得出维修人员配置模型可以优化维修成本,为民机维修工程分析的人员配置提供理论参考。

37-40

轰炸机巡航导弹旋转投弹仿真研究

作者:李海军; 莫子烯 单位:海军航空工程学院机械电子工程系; 山东烟台264001

摘要:高机动性和隐身设计是现代战机研制的主流方向,也是战略轰炸机必不可少的技术要求。国产轰炸机一般采取外挂式发射巡航导弹,这种发射方式气动阻力大,不利于飞机的隐身,使飞机难以实现机动突防,进行远程战略打击。设计一种适用于同产轰炸机弹舱的旋转发射架,实现巡航导弹内埋式发射。在SolidWorks中建立其三维装配体模型,然后将模型导人多体动力学分析软件ADAMS中分析其动力学特性。分析结果表明,旋转发射架的动力学性能满足要求,能实现正常的转动和投弹。

41-45

水陆两栖飞机波浪水面上着水动力特性研究

作者:马增辉; 刘立胜; 朱国甫; 张家旭 单位:武汉理工大学理学院; 湖北武汉430070; 高速水动力航空科技重点实验室; 湖北荆门448000

摘要:水陆两栖飞机在海面上着水时,蕴含巨大能量的海浪作用到高速滑行的飞机船形机身上,会导致飞机稳定性变差,对机体及机乘人员造成伤害。运用基于线性波理论的动边界数值造波方法建立了动态规则波浪模型。通过添加质量阻尼抑制了水域模型边界反射波;通过罚函数耦合方法描述了飞机与水体的相互作用,模拟了水陆两栖飞机以不同下降速度、在相对波峰的不同位置处着水的过程;得到了飞机纵摇姿态角、质心升沉过载和机身底部压力等动力响应结果,通过对比分析动力特性结果,获得了飞机较为安全稳定的着水条件。

46-49

基于静力模型的飞翼布局飞机颤振特性研究

作者:万春华; 吴存利; 杨煦; 周宏霞 单位:中国飞机强度研究所; 陕西西安710065; 西北工业大学365所; 陕西西安710065

摘要:飞翼布局飞机的气动弹性特性是设计过程中需要关注的一个重要问题,针对无尾飞翼布局飞机,采用其静力有限元模型,详细地研究了飞机颤振特性。首先在全机静力有限元模型的基础上,利用质量等效方法,施加了结构质量和设备集中质量,并采用多点约束的方法消除模型中的虚假局部模态,这样得到动力有限元模型。其全机主要自由模态固有频率计算值与试验值的误差不超过7.8%。在此模型的基础上,研究了飞翼布局飞机的颤振特性,结果表明颤振主要由机翼一扭和二弯产生弯扭耦合而引起的,飞机颤振边界位于飞行包线外,颤振特性满足总体设计要求。

50-53

固体火箭发动机尾流场数值模拟

作者:乌岳; 李卓 单位:内蒙古工业大学理学院; 内蒙古呼和浩特010051

摘要:使用FLUENT软件,利用湍流模型和离散相模型对固体火箭发动机尾流场进行数值仿真,对不同飞行参数(如飞行马赫数、飞行高度等),纯气相作用下的发动机尾流场进行数值计算模拟,又对发动机燃气中含不同粒径凝相粒子的尾流场进行数值模拟,得到不同情况下尾流场的结构分布及不同粒径凝相颗粒的运动轨迹。结果发现,随着飞行马赫数和飞行高度的增加,尾流场膨胀压缩波系的个数逐渐减少,尾流场边界和尾流核心区的长度都逐渐增大。随着凝相粒子粒径增大,尾流场膨胀压缩波系的个数减少,粒子轨迹的随流性下降。

54-58

机场航班航线调度优化管理仿真研究

作者:于焯; 樊玮 单位:中国民航大学计算机科学与技术学院; 天津300300

摘要:飞机航线调度是航空公司组织生产计划活动的关键环节,由于问题的复杂性,是民航界著名的NP难题,合理的航线调度保障航空公司的经济效益。针对机场航班航线调度优化做出研究。首先将飞机航线调配问题进行数学建模,通过引入满足限制条件的有向无环图来定义等图,证明飞机航线调配问题与等图的路径查找问题是等价的,等图的路径查找问题即为满足特定限制条件的图的路径划分问题。随后将飞机的维护限制条件附加到等图中构造出网络状态图,根据对网络状态图的路径划分问题得到飞机航线调配问题的可行解。提出基于网络状态图的线性规划模型.设计成本最小化和飞机使用均衡求解目标函数,提出了不同于列生成方法的基于网络状态图的线性规划求解方法。使用国内某航空公司真实航班数据对提出的方法模型进行了仿真研究,仿真结果表明该方法能够得到经济合理的飞机调度方案,能够为航空公司提供决策支持。

59-64

航空发动机试车过程数据可视化方法研究

作者:李初蕾; 朱功泽; 武殿梁; 张佳欣 单位:上海理工大学机械工程学院; 上海200093; 上海交通大学机械与动力工程学院; 上海200240; 上海江衡软件科技有限公司; 上海200120

摘要:针对航空发动机试车过程中出现的数据抽象,直观性、可读性差,关键信息难以被发现,发动机原理和故障原因不易分析的问题,提出试车数据与发动机3D数字化模型融合的实时可视化方法,包括试车参数驱动发动机的运动、发动机部件上数据云图显示、发动机工作时的燃烧特效生成。通过航空发动机试车系统的仿真实例,实现发动机模型结构和测试参数可视化的功能。最后,验证了上述方法的高效可用性,说明航空发动机试车中的数据可视化能够在航空发动机试车过程中起到重要作用。

65-69

MIEKF优化算法在GPS定位测速中的应用

作者:彭雅奇; 许承东; 李臻; 赵靖 单位:北京理工大学宇航学院; 北京100081

摘要:为了提高GPS定位测速的精度,引入了迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)算法。针对上述算法存在受状态初值影响的问题以及在迭代过程中存在稳定性不足的缺点,提出基于最小二乘(璩)和Levenberg—Marquardt(L-M)方法的改进迭代扩展卡尔曼滤波(MIEKF)优化算法。先用Ls算法对用户接收机初始状态进行估算,然后在IEKF算法解算过程中利用L—M方法调整预测协方差矩阵,以保证算法具有全局收敛性,最后采用GPS星历数据进行仿真对比实验。通过对仿真结果的分析,证明MIEKF优化算法能够提高GPS定位测速精度。改善收敛性能。

70-73

航空弹药装载运输最优路径选取仿真研究

作者:陈靖仁; 诸德放; 王坤 单位:空军勤务学院航空弹药保障系; 江苏徐州221000; 中国人民解放军94857部队; 安徽芜湖241000

摘要:对航空弹药的装载运输最优路径进行选取,需要对蚁群法的初始运行参数以及最大的迭代次数进行设置,对运输路径信息素进行更新,完成弹药运输路径的最优选取。传统方法考虑弹药数量分配均衡等因素,对弹药装载运输模型进行优化,但忽略了对装载运输路径信息素的更新,导致路径选取精度偏低。提出基于蚁群和遗传法相结合的弹药运输路径选取方法。在弹药需求量和风险系数等运力约束下,构建弹药运输最优路径选取模型;附加一个节点对多余弹药进行收集,以此提升运输效率;对蚁群法的初始运行参数和最大的迭代次数进行设置,对运输路径中的信息素进行更新.输出当前蚂蚁最优路径选择方案,对产生的子代方案迭代寻优过程,直到满足迭代条件,将航空弹药运输最优路径输出。实验表明,该方法可有效解决航空弹药运输路径选择中的风险系数高、运输效率低等问题。