未知洋流干扰下基于单领航者的多自主水下航行器协同导航

洋流估计问题是多自主水下航行器(AUV)协同导航方法中的难点之一.针对未知洋流情况,给出了1种基于单领航者的多AUV协同导航方法.通过设计主、从AUV间的机动轨迹,将从AUV的初始定位以及洋流干扰、测速误差的初始估计问题转化为非线性极小平方优化模型求解,提高了初始化精度;并进一步将洋流干扰等作为状态变量参与协同导航过程...     

导弹水下动机座垂直发射载荷建模与仿真

导弹在水下动机座垂直发射过程中,受到横向流与弹性减震环对弹体的耦合作用,造成弹体出筒过程的受力状态的复合特征,对弹体出筒安全有很大影响。为解决上述问题,基于流体力学和动力学理论,针对潜艇带速水下垂直发射导弹过程中导弹的运动特征、流体动力特性、弹体与弹性减震环的相互作用进行研究,建立了水下动机座垂直发射导弹的横向载荷计算模型和耦合算法,并给出了载荷仿真算例。结果表明：所建立的模型与计算方法可行,可为导弹结构设计和发射系统参数设计提供研究参考和依据。     

洋流影响下基于单领航者的多AUV协同导航

自主水下航行器（AUV）的协同导航是海洋工程研究中的重要问题,洋流估计是其中的主要难点之一。该文基于＂未知定常＂的洋流特性假设,结合单通信和导航辅助AUV（CNA）领航的协同定位原理,建立了洋流干扰下多AUV协同导航的定位转移损失函数。利用损失函数极小化方法给出了协同导航的定位最优估计准则,借助该准则得到了洋流误差估计和协同导航算法,实现了对AUV较为实时精确的定位。仿真结果表明,该算法能够较好地解决定常洋流作用下的多AUV协同导航问题,且定位精度较高,实时性好。研究成果有望为多AUV系统总体设计、导航路径规划及跟踪等方面提供理论基础和研究手段。     

导弹动基座垂直发射出筒过程仿真分析

研究导弹潜载发射技术问题,水下垂直发射导弹的出筒姿态是影响其技战术性能的重要因素.为了确保发射率,提高姿态的稳定性,通过建立动基座水下垂射导弹的动力学模型,用数值仿真的方法研究了减震环抗压刚度、占空比和附加质量等发射条件对导弹在横向流作用下的受力和出筒姿态的影响.随着减震环抗压刚度和占空比的增大,导弹的出筒姿态渐优,但整个弹体和减震环的压缩振动的振幅和频率明显增大,导致弹体的工作环境恶化;弹体附加质量对整个发射过程的动力学参数影响较大.在上述条件下进行仿真的结果,对弹道出筒姿态影响因素的量化研究和对导弹发射系统的优化设计提供了参考依据.     

潜艇流水孔阻力特性分析

以潜艇流水孔为研究对象,基于RNGk-ε湍流模型对流水孔三维流场进行数值模拟,通过改变流水孔参数,研究了流水孔形状、尺寸以及数量对航行阻力的影响,研究结果表明,4种形状流水孔阻力值以菱形流水孔最小,其次为正方形流水孔,圆形流水孔,长方形流水孔阻力最大;随着流水孔尺寸的增大,湍流活动被加强,总阻力增大;多数量流水孔的湍流特性呈现出两头强,中间弱的态势,总阻力随流水孔数量增加而逐渐增大;以上结论可为潜艇流水孔设计提供参考。     

基于自适应模拟退火法的UUV艏部线型优化设计

基于多目标空间的全局搜索理论,将无人水下航行器(UUV)艏部丰满度,流体动力与流噪声作为集成判定指标的综合一体化UUV艏部线型优化设计方法。建立了针对UUV艏部外形设计的一体化设计优化模型,结合经典粘流理论、CFD算法实现了集成优化设计,针对UUV外形优化设计要求,提出了复杂外形参数化和设计变量的选取原则,并对具体算例进行外形综合仿真优化设计。结果表明,基于自适应模拟退火法能够有效实现对UUV期望目标的一体化优化设计,在相互制约的多种目标函数所组成的目标域中获得最优解,优化后UUV艏部流体动力和声学性能都有较大提高。     

潜载导弹垂直发射横向振动特性仿真分析

潜射导弹在出筒上升过程中是个复杂的动力学过程，直接决定了导弹出筒后的弹道变化特征。在分析了导弹的流体动力特性、弹性密封环的变形应力特征及其与弹体耦合作用的情况下，建立了潜射导弹垂直发射横向动力学模型。重点对出筒过程弹体横向振动及其特性进行了仿真研究，提出了抑制弹体横向振动的解决方法。结果表明，密封环抗压刚度和尺寸对导弹横向振动特性均有较大影响。研究结果可以为导弹垂直发射弹道控制、发射安全性评估、导弹与发射系统设计提供理论基础与研究手段。     

相位锥化低旁瓣和差波束方向图合成新方法

为了解决低旁瓣和、差波束方向图合成问题,提出了一种低旁瓣和、差波束方向图合成的新方法.在相位锥化加权情况下,利用阵列因子与阵元激励之间存在的傅里叶变换对关系,根据给定的阵列因子应用循环迭代方式获取阵元激励系数,最终使其达到初始旁瓣要求.该方法解决了传统低旁瓣和、差波束方向图合成方法中存在的搜索次数多、计算量大、鲁棒性差...     

Cavity Flow Pattern Design for Supercaviting Torpedo

The flow pattern design of supercaviting torpedo,like the shape design of conventional bedewed torpedo,occupies an important position in torpedo system design.In this paper,the flow pattern design issues were studied systematically.A set of design criteria and main design requirements were proposed,and the design method and procedure were established.Moreover,the determination method of necessary parameters of cavitator and ventilated system for desired cavity flow pattern was given.Considered the speed and...     

水雷出水过程运动仿真分析

研究攻击反潜直升机的水雷出水运动弹道控制问题,为提高命中率,利用Singhal空化模型对水雷出水过程流体动力系数进行了数值计算,建立了水雷屯自由度出水过程仿真数学模型.结合流体动力系数和运动参数的藕合算法,对不同工况下水雷出水运动进行仿真,通过对仿真结果的对比分析,研究了水雷出水前后攻角、俯仰角的藕合变化规律,并得出出水角速度是与初始攻角成正比关系的,受初始俯仰角影响很小,且出水角速度呈现先增大后减小的变化规律.证明研究结果可以为弹道规划和控制系统设计提供科学依据.