含能化合物量子化学数据库的设计及应用

高精度计算水平下的量子化学数据对于含能化合物的设计、合成以及表征具有重要意义。因此，建立含能化合物量子化学数据库，收集含能化合物在高精度计算水平下的量子化学数据，既能够避免重复性的计算研究与资源消耗，也保证了数据质量以便进行深入分析及知识挖掘，进而获得可靠的含能化合物结构与性质的分析预测模型。本文总结并梳理近年来量子化学计算所获得的含能化合物关键性结构和性质数据种类、数据库与高通量虚拟筛选相结合的含能化合物分子设计进展；并从量子化学计算标准与数据模型的选择、数据库以及数据库管理系统的开发等角度，对含能化合物量子化学计算数据库的设计与应用进行了展望，包括：（1）明确基准计算方法与性质预测模型以产生本领域专用性的数据；（2）建立开放共享的数据库以实现与高通量虚拟筛选相结合；（3）开发数据库管理系统以实现查询、获取与知识挖掘，以期为含能化合物量子化学数据库的设计及实际应用提供有益的参考。     

Li/SF6气液浸没燃烧反应的相平衡计算

闭式循环鱼雷热动力系统采用Li/SF6作为其能源,Li/SF6的相平衡计算是对该系统研究的基础。本文通过编制的通用计算程序,采用最小自由能法对复杂非理想、多相流、电解液或非电解液混合物的相平衡进行了计算,通过建立Li/SF6气液浸没燃烧反应相平衡计算的非线性约束优化方程,计算了Li/SF6燃烧反应的平衡产物、温度和密度等,并且给出了Li的初始温度对结果的影响。     

面向高通量含能分子设计筛选的三种生成焓计算方法评估

高通量含能分子设计需要兼顾准确性与效率的性能预测方法。结合原子化方案，对常见的3种不同水平的理论方法（半经验PM6方法、密度泛函理论方法B3LYP/6-31G（d，p）和高精度的完全基组CBS-4M方法）用于高通量含能分子设计筛选的生成焓（HOF）计算适宜性进行了评估。计算并比较了20种含能分子的固相HOF，发现不同理论水平预测结果存在较大差异；而基于10种常见含能分子的不同水平下的HOF，实验密度和Kamlet-Jacobs（K-J）、Becker-Kistiakowsky-Wilson（BKW）与Virial-Wu （VLW）3种模型预测的爆轰性能差别不大。其中B3LYP方法具有最佳适宜性，具有较高的计算效率且爆轰性能预测结果同CBS方法接近，如基于BKW模型计算的爆速和爆压的平均相对偏差仅为0.4%和1.2%。而低精度的PM6方法和高耗时的CBS方法难以满足兼顾高通量含能分子设计筛选中的精度和效率的要求。这表明，在高通量的含能分子设计筛选中，可考虑中等精度的方法进行快速的HOF预测。     

火箭发动机等离子体助燃的计算与分析

针对等离子助燃火箭发动机问题，依据俄罗斯A．Ktimov，V．Brovkin，A．Kuznetsov等提出的助燃模型，应用化学平衡计算程序CEA计算了辛烷C8H16在初温为298．15K和498．15K时的等离子体助燃效果。计算结果表明，火箭发动机等离子体助燃可增加化学反应过程中的活性中间体，提高化学反应速率，提高燃气的燃烧温度。火箭发动机助燃效果非常明显。     

螺线型爆磁压缩发生器工程计算

根据发生器的等效电路模型，建立了单级爆磁压缩发生器运行时的电路方程；建立了接触磁通损失模型并推导了磁通损失等效电阻计算公式。根据电路方程和发生器电阻、电感和磁通损失等效电阻的计算公式编制了一个计算程序，利用该程序对文献介绍的某分段变螺距的圆柱型爆磁压缩发生器进行了计算，结果表明，该计算程序能很好地预测发生器的性能并验证接触磁通损失模型的可行性。     

小口径模压可燃药筒能量性能及燃烧性能研究

基于最小自由能原理,采用迭代法对小口径可燃药筒的能量示性数进行计算,用密闭爆发器和氧弹量热仪对计算的火药力、余容及爆热进行了验证,并运用最小自由能法与定容燃烧试验分析了含能纤维对小口径可燃药筒能量性能与燃烧性能的影响规律。结果表明:与试验测定结果相比,最小自由能法计算得到的火药力、余容与爆热的误差均小于5%,适用于可燃药筒的能量示性数的理论计算;含能纤维的加入可以有效提高可燃药筒的能量,有利于提高可燃药筒的燃烧速度,缩短燃烧时间,增加火药力,改善可燃药筒的燃尽性。     

含能材料感度评估的空间位阻指数算法和程序设计

含能材料的撞击感度可以通过分子动力学模拟获得,然而其计算成本昂贵且受部分材料缺乏合适力场的限制。设计了用于评估含能材料撞击感度的空间位阻指数(Steric Hindrance Index,SHI)的计算算法并开发了相应的计算机程序。该算法压缩原子在晶胞内的坐标以模拟含能材料受到撞击时的形变,对指定的滑移系建立新的空间直角坐标系并旋转晶胞以处理任意撞击方向和滑移系,将旋转后的晶胞内分子根据质心的x坐标进行分层,计算每相邻两分子层在投影区域内的重叠面积,归一化后获得空间位阻指数。根据设计的含能材料空间位阻指数算法,计算了在压缩比为0.1时太安(PETN)、苯并三氧化呋咱(BTF)、奥克托今(RDX)和梯恩梯(TNT)的平均SHI依次为0.8707、0.7940、0.4228和0.0924,与文献中上述材料撞击感度呈降低趋势的结果相符。根据SHI判别含能材料的滑移系敏感性与采用分子动力学模拟的温度、化学反应生成物含量等计算结果的判断一致,而计算成本和方法适用性有较大提高。     

壳体与梁组合结构程序的研究

本文介绍用有限单元法对壳体与梁的组合结构进行静力分析的有限元程序。文中介绍了编制组合结构程序应考虑的问题及程序中所用到的公式。对于大型复杂结构形成的大型线性方程组,采用了只用内存的分块解法。用本程序计算纯壳例题,计算结果符合于解析解。计算组合结沟与试验对比能满足工程计算精度要求。用本程序计算组合结构与用美国SAP5程序计算结果是一致的。     

用准正交面法进行涡轮叶轮的三元流场计算和分析

准正交面法用之于压气机叶轮流场分析已取得成功,本文把准正交面法用于涡轮三元流场分析.现介绍涡轮三元流场计算程序与压气机差异之处,及用微机Basic语言程序所考虑的问题,并对上海柴油机厂GJll增压器涡轮进行数值计算和分析,取得了比较合理的结果。     

内外弹道计算程序的设计与开发

随着计算机技术的迅速发展，利用计算机进行科学计算已经成为了一种趋势，实用的弹道计算程序是轻武器行业需要常用的计算工具，文章分别对桌面弹道计算程序和Web化弹道计算程序系统的设计与开发过程进行具体描述和说明，并给出相应的实例分析。     

工件淬火过程数值模拟研究

论述了工件淬火过程三维温度场、应力场数学模型。利用ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序和自行开发的淬火过程工件／介质边界换热条件程序，对淬火过程的三维温度场、应力场进行了数值模拟。与实验结果比较，吻合较好，误差在１０％以内。     

应用CADET方法对某型反舰导弹脱靶量的统计分析

本文采用协方差描述函数技术(CADET)对某型反舰导弹制导段进行了统计分析,构造了制导段的統计分析模型,解决了CADET方法应用中的一些实际问题,提供了研究随机控制系统的实用、有效分析程序。实例计算表明:方法简便、程序可靠、结果正确。     

传递矩阵法在动力传动系统扭振分析中的应用

传递矩阵法实用性强,常用于计算集总参数模型的动态特性.JAVA语言则面向对象编程,且能方便地实现跨平台运行.根据车辆动力传动系统扭振分析的特点,将两者有机结合,编制了动力传动系统扭振分析程序,并以某型车辆的动力传动系统为例,完成了其扭转振动固有频率、固有振型的计算,应用过程和结果分析充分说明了程序的准确性和实用性.     

对碰波作用下金属圆管运动特性的数值模拟

基于LS-DYNA非线性动力有限元程序，利用ALE算法，对两端面同时起爆作用下金属圆管内爆轰波的相互作用效应进行了三维数值模拟，复现了金属圆管对碰区鼓包及对碰部位首先贯穿断裂的现象．与文献结果进行了对比，计算结果与文献实验结果吻合较好，验证了该计算模型和方法的合理性．     

基于FPGA的双波束激光引信目标识别算法研究

为在复杂的海面作战条件下有效识别低空掠海飞行的目标和排除海浪干扰,结合一定工程应用背景,分析了双波束激光引信的系统构成和工作原理;重点研究了双波束激光引信目标识别算法,提出了速度判断准则,基于FPGA技术采用VHDL语言编写了目标识别算法程序,并进行了程序的仿真、调试和实物测试,测试结果表明：基于目标识别算法的信号处理系统能够在预定时间内做出判断,初步验证了其原理的可行性。     

电热化学炮脉冲形成网络分析及其参数设计

对一种电热化学炮脉冲形成的网络（ＰＦＮ）进行了较为详细的分析和计算，提出了适用于网络参数设计的计算方法，并编制了相应的计算程序，对线性负载进行计算，得到了较好的结果，同时也考虑了非线性负载的情况，如果实用中有了适用的等淳子体负载模型，就可得到相应结果。     

三维直角网格自适应DSMC数值模拟

利用物面网格和流场网格耦合处理的方法,编制了三维再入飞行器稀薄高超声速绕流流场通用的DSMC计算程序,发展了一种高效、小存贮自适应多级直角网格技术,计算了圆球自由分子绕流和稀薄过渡区球双锥体绕流流场结构特征和气动力热特性,并将圆球自由分子绕流的计算结果、理论解以及超热力学解进行了了比较,利用直角网格自适应技术模拟了头双锥外形再入飞行器流场结构和气动力系数,验证了流场网格和物面网格处理方案和计算程序的可靠性.     

基于虚拟仪器混合编程的弹簧质量系统算法

针对传统的弹簧后坐保险系统计算方法缺乏简便性、精确性的问题,提出采用虚拟仪器与Matlab混合编程技术为核心的变加速度条件下解除保险时间计算方法。该方法的数学模型是典型的弹簧质量系统受迫振动,实现方法是采用LabVIEW与Matlab混合编程,通过LabVIEW调用Matlab-Script,导入已经调试完成的Matlab程序,经输入运算需要参数后,输出计算结果。验证表明:在变加速度符合一定的要求下,可以得出比较理想的结果,具有一定的通用性。     

双头枪弹内弹道分析模型

针对双头枪弹的特点,描述了其完整的内弹道过程,提出了内弹道计算假设,建立了两弹头挤进阻力的计算模型,在此基础上,建立了这的内弹道计算方程组。应用该模型对所提出的12．7mm双头枪弹进行了内弹道计算分析。计算结果与实验结果符合较好。     

有限状态机在鱼雷搜索策略程序设计中的应用

为了提高鱼雷搜索策略程序设计效率和程序可读性,方便修改逻辑和调试程序,提出了基于有限状态机的鱼雷搜索策略程序设计方案;通过分析鱼雷在搜索、跟踪和识别目标等不同自导阶段的自导逻辑关系,提出了自导状态、事件、活动的确定原则并建立了相应的模型;结合有限状态机理论,建立了自导逻辑的事件状态变迁关系图,提出了基于有限状态机的程序实现方案。通过仿真,对所建模型和设计方案进行了仿真验证。仿真结果表明,状态机程序运行稳定,调试和跟踪方便,尤其为增加状态、更改逻辑和调试程序提供了便利。