捷联惯导系统中四元素法求解姿态角仿真模拟

在捷联惯导系统中,姿态矩阵的四元素微分方程求解一般采用四阶龙格-库塔法,从运算精度与速度上考虑,提出了另一种有效的四阶泰勒展开法。并在典型圆锥运动环境下,对两种算法进行了姿态角误差仿真。通过仿真分析,四阶泰勒展开法的计算精度比四阶龙格-库塔法高出1~2个数量级,为改进捷联惯导系统姿态算法提供了理论参考依据。  

适于地磁导航的高精度区域地磁场建模研究

从地磁匹配导航的原理出发，分析并提出了开发地磁匹配导航需要解决的关键技术问题。针对现有地磁场模型精度偏低、模型边界效应等问题，深入分析了传统补充国际地磁参考场值的缺陷。提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法，建立适合地磁匹配导航的高精度地磁场模型，为匹配算法提供可靠的参考依据；并提出了多项式最佳插值截断阶数的算法；最后，进行了仿真试验。试验证明：该技术具有优于补充国际地磁参考场值建立高分辨率模型的方法，可以提高模型的分辨率，改善建模过程中存在的边界效应问题。  

爆炸等离子体射流在液体中扩展过程实验研究

采用高速录像测试技术研究了瞬态电弧等离子体射流在液体中连续膨胀扩展的序列过程,给出等离子体射流在液体中形成的泰勒空腔结构特征、膨胀规律以及在等离子体-液体相互作用面上的传热传质现象.通过对照片的分析确定了泰勒空腔的扩展速度,提出了两相流体在界面上的相互作用机理.作为对比,研究了相同喷嘴结构下的火药气体射流在液体中的扩展过程.研究结果表明高温等离子体射流在液体中膨胀时形成一个逐步扩展的泰勒空腔,在两相相互作用界面上存在强烈的传热传质过程;相同当量能量条件下等离子体射流的比冲远高于常规火药燃气.  

炮钢材料动态本构模型及其验证

在温度88~573 K和应变率0.001~2 000 s^-1的条件下，通过温度与应变率耦合的静态和动态分离式Hopkinson压杆实验，并以初步获得的炮钢材料动态本构模型基本参数为基础，通过进一步的优化及Taylor杆冲击实验，验证并最终确认了炮钢材料动态本构模型参数，模型预测与实验结果相对误差小于5%. 验证结果表明，建立的炮钢材料动态本构模型能真实地反映其动态响应。  

脉冲等离子射流与液体工质相互作用特性实验研究及数值模拟

为了解等离子射流与液体介质间的相互作用特性，采用高速录像系统记录了等离子射流在圆柱充液观察室中的扩展过程，获得了等离子射流在液体介质中轴向、径向扩展位移及扩展速度随时间的变化特性。在实验基础上，建立了等离子射流在液体介质中扩展时的二维轴对称非稳态数学模型，并进行了数值模拟，获得了等离子体和液体两相体积分数时空分布特性，由两相体积分数时空分布图计算得到的Taylor空腔轴向扩展位移与实测值吻合较好。同时获得了射流场中的压力、速度和温度分布，并分析了Taylor空腔的间断机理。  

强动载荷下单基火药力学性能的研究

实验模拟了单基火药与弹底的高速撞击,运用泰勒理论计算了单基火药的动态屈服应力。结果显示:单基药的动态屈服应力高于静态屈服应力。单基药的撞击速度在40 m.s-1左右时,药粒开始变形;撞击速度达到190 m.s-1以上时,药粒将被撞碎;随贮存时间的增长,单基药的力学性能变差。  

脉冲等离子射流在液体介质中扩展特性的测量与分析

为了深入了解液体工质电热化学炮的燃烧推进机理,设计了模拟实验装置。采用高速录像系统,观察了脉冲等离子射流喷入液体介质中的扩展过程。测量了脉冲等离子射流在液体介质中形成Taylor空腔的轴向位移和体积变化。得到了Taylor空腔体积随时间变化的定量扩展规律。讨论了贮液室边界形状、放电电压和喷嘴直径对等离子射流扩展的影响。结果表明,两相交界处由于湍流掺混形成皱褶不光滑的交界面。Taylor空腔扩展过程中出现了明显的振荡现象。渐扩结构因子由0.6减小到0.4,轴向位移第一峰值和体积第一峰值分别增大16.6%和12.4%。放电电压由3000 V减小到2100 V,轴向位移第一峰值和体积第一峰值分别减小36.1%和60.7%。喷嘴直径由2 mm减小到1.5 mm,轴向位移第一峰值和体积第一峰值分别减小27.2%和56.7%。  

波导缝隙阵引信天线的设计和仿真

介绍了缝隙单元在波导宽边中心线一侧排列的线阵的设计过程，然后应用有限无法来求解缝隙间存在互耦、阵列终端接匹配负载时的缝隙阵天线的方向图，并与实际测量结果进行比较，仿真结果与实验结果吻合。  

三角形栅格圆口径平面相控阵天线的分析计算

以矩形栅格和三角形栅格的圆口径天线的方向图进行了计算研究，首先给出了三角形栅格圆VI径平面阵的模型，依据模型计算出在使用三角形栅格时能有效减少阵元数量；首次计算了圆VI径三角形栅格的泰勒加权和方向图和贝利斯加权差方向图，为工程应用提供了依据。  

V波段低副瓣波导缝隙天线设计

通过对Stevenson缝隙偏移位置公式进行修正，设计了一个工作于V波段的波导缝隙阵列天线。仿真结果表明，利用修正公式，可快速、准确地设计出高性能低副瓣波导缝隙阵列天线。天线增益17dB，H面主波束偏转60。副瓣电平小于一32dB。