气动和结构多学科设计优化的需求和流程研究

文中简要介绍了气动和结构耦合问题、多学科设计优化特点和 iSIGHT多学科综合设计环境,对多学科设计优化的集成需求、工作流程及其应用进行了研究;在iSIGHT集成框架下,以简单翼为例,实现了三维几何建模软件、气动计算分析软件、结构强度计算分析软件和iSIGHT之间设计过程和数据流的集成.     

基于多学科优化平台的运载火箭集成设计技术研究

基于多学科优化设计平台对运载火箭回路设计中使用的各专业软件接口进行了规范及封装,解决了不同模型之间的数据交互问题,形成涵盖总体、弹道、姿控、气动、载荷等多个专业的集成设计仿真平台。仿真结果表明,集成平台大大缩短了运载火箭回路设计周期,精度较高,具有广阔的应用前景。     

一种基于MATLAB的气动特性工程估算方法

以飞行体典型气动布局为计算模型,提出了一种新型的气动数据图表参数数据库的建立方法,在MATLAB平台环境下,利用样条函数具有较高精度和操作便利的特点,编制了气动特性工程估算软件.减少了计算工作量,方便了经验曲线图表的使用,有利于曲线拟和精度的提高.经某飞行体的风洞实验气动数据验证,达到了较高的气动数据工程估算精度.     

空射运载火箭气动外形优化设计

对空射运载火箭的气动外形进行了优化设计,建立了优化模型,采用工程估算方法分析了空射运载火箭的气动特性,评价了估算方法的计算精度,并给出算例分析,最后使用iSIGHT软件进行集成,实现了空射运载火箭的气动外形优化设计.     

高速飞行器气动热结构耦合分析及优化设计

气动、热和结构三学科之间的耦合关系是高速飞行器面临的核心问题之一。文中利用强弱耦合关系简化了气动热结构耦合问题,并基于气动加热、瞬态热传导、热结构、热模态和热颤振的单向耦合关系来分析热弹性问题,建立了气动热结构多学科集成分析平台。针对各子学科耗时问题,文中采用了增广的自适应响应面优化策略完成了气动热结构多学科设计优化,在提高了颤振速度的同时,使升力面结构质量有了一定的降低。     

弹头部圆弧曲线的气动设计

文中应用数值仿真软件对某弹头部的三种设计方案进行了外流场数值仿真,在仿真结果的基础上对弹头部气动参数进行对比分析,得出了较优气动外形.从而验证了外流场数值仿真方法是弹箭气动外形设计的一种快速、高效的方法,相对风洞实验,具有设计效率高,研制成本低的优点.     

导弹气动特性与载荷计算

较系统地总结了导弹气动特性和气动载荷计算方面的理论和经验算法，根据细长体理论干扰因子法结果得出了导弹部件升力的计算公式，编写了可用于估算导弹气动特性和气动载荷的软件。通过算例证明，软件的计算结果能够满足初步设计阶段的精度要求。最后用该软件对某在研型号导弹进行气动特性和载荷的计算，给出了计算结果。     

正常式布局巡飞弹气动特性的数值模拟

为研究正常式布局巡飞弹的空气动力特性,利用Pro/E建立巡飞弹的三维模型,导入Gambit进行网格划分,采用Fluent软件数值模拟巡飞弹的气动特性并提取弹道气动数据.数值模拟对比研究了不同音速下弹体的绕流流场,获得了压力分布情况.系统地分析了巡飞弹在不同攻角、不同马赫数下升力、升力系数、阻力、阻力系数以及翻转力矩等气动特性的变化规律,研究结果对巡飞弹的气动力设计具有一定的参考价值.     

轻武器杀伤效能优化设计平台集成技术

为了加快轻武器弹药研制进度,提高杀伤效能,建立一个简便、实用的轻武器杀伤效能优化设计平台。为使平台有机、协调工作,研究平台的集成技术,包括数据集成、过程集成、应用集成等3个层面。通过数据整合与管理实现数据集成,解决信息共享问题;采用应用程序封装技术、文件解析与重构技术等,实现全弹道计算的流程控制与各应用程序之间的数据自动流转;通过应用工具接口和封装实现了应用程序的集成,实现了商业CAD软件、专业计算程序、杀伤效能评估与优化等应用工具与平台的集成。平台运行结果证明:该平台集弹头结构参数化设计、专业程序计算、杀伤效能评估与优化设计、设计资料管理与维护、应用工具等为一体,可为轻武器弹药设计人员提供一个便捷、统一的设计环境。     

气动阀门发声器内流场的数值仿真

利用CFD软件Fluent建立了一个气动阀门发声器3D模型，模拟了其内流场分布规律。结果表明，气动阀门与谐振管共同作用，会对发声器内流场的速度和压力分布产生很大影响。模拟结果表明，Fluent对气动发声器内流场模拟结果合理，用于气动发声的设计与优化具有良好的前景。     

导弹气动数据库管理系统分析与设计

导弹气动数据库管理系统结合具体风洞试验类型,建立相关数据结构.该系统由管理平台、后置处理、前置处理及其他软件接口部分组成.系统关键技术含气动数据结构的设计、数据的标准化表示、数据的对比分析及模型数据的前置处理.     

鸭舵形状及位置对制导榴弹气动特性的影响

为提升固定式鸭舵全弹的气动效率,对制导榴弹弹道修正组件进行结构设计以及气动特性分析.基于155 mm口径榴弹设计3种不同形状的鸭舵,利用数值仿真软件对3种舵片进行气动仿真,通过3种设计方案滚转力矩以及升阻比的对比进行优选,并对不同安装位置对气动特性的影响进行分析,得出气动效率相对较好的鸭舵形状以及轴向布局.结果表明:该设计具有一定的工程应用价值,可为基于鸭式舵的简易制导榴弹气动设计提供参考.     

某小口径旋转弹丸气动特性

为研究高速旋转弹丸的空气动力特性,对某小口径旋转弹丸气动特性进行研究。利用UG 建立某5.8 mm 小口径枪弹的3 维模型,导入Fluent 软件进行网格划分,数值模拟旋转弹丸的气动特性,对比研究不同马赫数下旋 转弹丸的表面绕流流场,系统分析高速旋转弹丸在不同攻角、不同马赫数下气动特性的变化规律。该研究结果对高 速旋转弹丸的气动力设计具有一定的参考价值。     

基于液体运载火箭初始段爆炸碎片散布分析的系统设计

介绍了液体运载火箭初始段爆炸碎片散布分析系统设计的主要思路,并对系统中的液体火箭爆炸当量确定、碎片初始速度和碎片气动参数等关键技术进行了分析。运用仿真分析的手段对液体运载火箭爆炸碎片进行散布分析研究,形成完整的、系统的计算分析方法。在此基础上建立爆炸碎片计算、分析及演示平台,为爆炸碎片散布分析提供有效的工具,针对液体运载火箭在初始段爆炸情况下爆炸碎片的散布进行了系统的研究。     

抗干扰多模接收机人机交互平台

为了提高卫星导航系统应用终端的接收机的安全性能,设计一种抗干扰多模接收机人机交互平台系统。该系统采用C#程序设计语言进行开发,利用面向对象的思想进行了系统需求分析,提出了软件平台设计的总体方案,将软件平台进行模块化构建,并从可视化模块、通信交互模块、接口选择模块、数据管理模块和命令管理模块5个方面着手设计。通过与硬件平台的连接测试证明:该平台性能优越,满足了功能目标中提出的多样化、综合性、直观性的要求。     

基于CFD的WCMD增程设计及弹道仿真

以美国某WCMD为背景进行滑翔增程设计,以使其达到防区外打击的目的。文中借助商业CFD软件FLUENT获得了加装滑翔翼后WCMD在不同马赫数、不同攻角以及不同舵偏下的气动力系数和力矩系数;将计算所得的气动数据进行力矩配平处理后,进行了加装滑翔翼后WCMD的三自由度弹道仿真,结果表明文中所设计的滑翔翼能使WCMD达到防区外打击的目标,且对其它飞行器的滑翔增程设计有一定的参考价值。     

机载制导武器通用检测系统的软件平台研究

介绍了机载制导武器通用检测系统的基本体系结构,并以此为基础提出了软件平台的设计方案,最后深入探讨实现该平台的关键技术。     

基于MSC．Nastran的红外整流罩组件结构分析

基于有限元前后处理软件MSC．Patran及分析软件MSC．Nastran对红外整流罩组件进行了有限元分析,分析了大过载与气动加热情况下的组件应力分布,建立了详细的有限元模型,给出了有限元分析结果,验证了设计方案的可行性,并为改进设计提供了依据。     

弹载软件可靠性初探

弹载软件可靠性是导弹武器系统可靠性的一部分,由于软件应用平台的特殊性,其可靠性设计与一般的软件可靠性相比有一定的区别。针对这些特殊性以及软件可靠性设计中的问题,提出了提高弹载软件可靠性的建议。     

风洞常规天平结构设计优化方法及支持平台

为满足风洞高精度、高可靠性测量需求,设计开发了一种基于C/S 和B/S 共存架构的分布式优化软件平 台。在常规天平结构设计优化方法的基础上,使用该平台可以让多用户同时开展天平结构的在线设计优化与验证计 算。通过对天平优化设计涉及到的各种因素进行分析,结合多种软件及优化策略,利用对各种软件的二次开发与封 装,构建提升常规应变天平的优化支持平台。试验结果表明：该平台能完成天平的远程设计及验证计算,提高了天 平设计质量和效率。