电视导引头模型参考控制器设计

借鉴模型参考控制器的设计思想,采用经过线性二次型输出反馈控制后的系统作为参考模型,以它的输出作为期望输出,让实际输出跟随这个期望输出;二者的误差信号反馈到原系统的输入端,设计出一种模型参考控制器.经该控制器优化后,电视导引头系统的快速性可得到较大提高.参考模型可由RC网络或计算机软件来实现.     

基于有限元仿真的不同截面轨道炮特性分析

为了探究轨道炮身管结构对发射时变形情况的影响,选取两种常用的轨道炮结构,通过建立截面面积相同的轨道模型,利用有限元仿真方法,进行电磁—结构的多场耦合计算,得到发射过程中某一瞬间的轨道各部分形变量,以研究发射过程中截面形状对轨道变形的影响.结果表明,相比于方形截面轨道,圆形轨道内部主方向上的形变量更小,同时圆形电枢受到的体积力更均匀.选择圆形截面轨道可以有效减少发射时的轨道变形.     

展向行波电磁力控制下的槽道湍流雷诺应力

为研究槽道湍流的电磁力减阻控制问题,采用直接数值模拟(DNS)方法对槽道湍流的展向行波电磁力控制问题进行数值研究.讨论了由展向行波诱导的诱导流场对槽道湍流流场的调制过程,分析了控制前后雷诺应力离散点分布、平均雷诺应力分布以及雷诺应力波谱分布的规律.研究表明,在合适参数条件控制下,展向行波电磁力的控制不仅使近壁条带结构基本消失,形成加宽的低速条带,而且能使控制后的流场中涡结构几乎消失,而仅剩下由展向行波电磁力诱导产生的带状负涡结构,同时展向行波电磁力在一定程度上抑制了湍流的脉动,减小了雷诺应力,最终使壁面阻力下降.     

考虑液滴尺寸分布气液两相爆轰流场数值仿真

研究脉冲爆轰发动机喷射装置模型问题,针对两相爆轰流场中燃料液滴半径实际上分布的不均匀性,为了建立更符合实际的模型,提出了多尺寸分布的两相爆轰方程.应用二维守恒元和求解元方法(CE/SE方法)对其进行数值仿真,得到了液滴初始半径分布对管内流场的影响.液滴初始半径分组时爆轰波速度介于不分组时最小液滴半径和最大液滴半径的计算值之间;分析了液滴初始半径不同分组时,液滴平均半径越小,爆轰波最大压力和爆轰波出口速度越大.仿真结果证明用CE/SE方法可有效捕获两相爆轰波间断能力.研究成果为脉冲爆轰发动机喷射雾化装置设计提供设计依据.     

基于瞬态多物理场求解器的电磁轨道炮发射过程建模与仿真

为研究电磁轨道炮发射过程中瞬态多物理场的作用机制与内在规律,建立包含电路、电磁场、热场和结构场的数学模型。模型中计入材料非线性、结构变形、接触碰撞等实际因素。采用隐式有限元格式求解电磁场和热场以及显式有限元格式求解结构场,利用载荷传递和时间同步实现各物理场之间的耦合,发展出一种瞬态多物理场求解器。通过固体电枢型电磁轨道炮、同步感应式电磁线圈炮等算例,讨论了发射过程计算结果的合理性。结果表明,电磁炮的发射是多场耦合、多部件相互作用下的一个复杂动力学过程,存在电流和磁场扩散、温升、应力传播、接触碰撞等瞬态现象,发射性能与结构、材料和激励密切相关。该求解器可为电磁发射系统及其关键部件提供一种辅助设计手段。     

水下高速射弹超空泡减阻特性研究

基于Rayleigh-Plesset单一介质可变密度混合多相流模型,利用Fluent6.2对带圆盘空化器射弹的阻力特性进行了数值研究.计算了圆盘空化器射弹的空泡形态,分析了空化器直径、空化数、射弹长径比、超空泡形态对射弹超空泡减阻特性的影响,计算了高速射弹的自然超空泡减阻率.结果表明,空化数变化对射弹的阻力特性影响不大;头部空化器直径对射弹阻力系数影响明显;在超空泡状态下,增大射弹长径比,射弹阻力系数减小;高速射弹的超空泡减阻率可达95%以上.     

基于MEMS/GPS/地磁组合的弹体姿态解算

MEMS惯性器件由于具有自主性、连续性和隐蔽性等优点被广泛运用于载体的姿态解算中,但由于MEMS惯性器件的制作精度和误差积累等问题使得解算出的姿态信息并不准确.同时由于地磁传感器可以实现高精度的姿态测量,但不能独立解算出姿态信息.因此为了提高惯导姿态解算的精度,所以采用GPS、地磁辅助惯导进行姿态解算.设计的方案是在传统惯导姿态解算误差状态方程的基础上,将地磁和GPS解算的滚转、偏航和俯仰角与惯导解算出来的相应角的差值添加到传统惯导姿态解算误差状态方程中,以速度误差和滚转、偏航和俯仰角误差为量测值,估计出组合系统的姿态误差,并与惯导解算出的姿态误差进行对比,从而验证所提出的方法的可行性.     

基于阈值电流变化的自适应恒流源设计

红外激光触发器产生的触发信号是阴影照相站工作的起始信号。红外激光触发器在长时间工作过程中的稳定性非常关键,一旦出现误触发信号,将导致照相站的后续设备无法正常工作。因此,提高红外激光触发器的长期工作稳定性极为重要。本文根据红外激光器的阈值电流的温度特性,结合先验公式对红外激光器的阈值电流与温度的关系进行了推导计算,依据计算结果设计了自适应恒流源,在0～30℃范围内,3种不同温度阶段自适应恒流源输出3种不同的电流,使红外激光器工作在稳定区域。进行了长达一个多月的上电运行试验,恒流源可以及时根据红外激光器的温度调整输出电流,触发器未发生误触发现象,工作正常。本设计提高了红外激光触发器稳定性,为阴影照相站的稳定工作奠定了良好的基础,具有重要的工程价值。     

铝-铝爆炸焊接界面波形成与特征

文中通过试验观察与数值模拟相结合,尝试分析界面波的形成与结构特征.对2024铝开展系列准对称爆炸焊接,获得了界面波结构特征随装药比变化样品,并基于Autodyn软件中的光滑粒子法对铝-铝爆炸焊接斜碰撞过程进行了模拟,获得与试验现象吻合良好的计算结果.结果表明,装药比的提高使得再入射流厚度和界面波长波幅增加,且界面更加连续;装药比的提高对再入射流速度的影响不大;再入射流量的逐渐增多使得基板承受的剪切应力增大,进而导致界面出现平直到波状的渐变.分析得到的铝-铝爆炸焊接界面波特征随装药比的变化规律以及所使用的数值方法为相关分析提供了有用的参考.