无人作战飞机低可探测航线仿真检验方法研究

为了确保无人作战飞机在执行任务时较不容易被敌方雷达探测到,需要对无人作战飞机任务航线的低可探测性进行检验.分析并建立了基于机身RCS特性的航线低可探测性的计算模型;提出了使用B样条曲面对离散探测距离点进行插值的方法,形成连续RCS探测距离曲面;运用可视化仿真的手段,建立该计算模型的三维模型,将航线与周围战场环境、电磁环境、探测模型综合地表现在虚拟战场中.最终实验结果证明了该方法可以有效地提高指挥人员对航线的检验效率.     

高频电大尺寸飞机目标的矩量法分析

高频段雷达散射截面(RCS)分析作为隐身设计的基础,具有十分重要的研究意义,如何精确计算电大尺寸复杂飞机目标的RCS,是隐身设计的一个难题。针对这个问题,建立了一个无人机的真实尺寸模型,使用高精度的矩量法进行计算。为了使矩量法能适应电大尺寸复杂目标的计算,对三维实体模型进行了简化,并进行合理的网格剖分,应用多层快速多极子方法来提高计算效率,成功降低了计算量。经PEC球体验证了算法的有效性之后,对无人机模型进行计算,分别得到了单站RCS和双站RCS结果。分析结果发现单站RCS随频率的提高而增加,并受到几何外形和姿态角的影响;双站RCS的散射方向与入射波的极化方向有关,呈现出明显的对称性,并且前向散射比后向散射更为明显。     

参数化有限元分析的液压机机身轻量化设计

建立了液压机机身的参数化有限元模型。通过正交试验模拟实际工况进行了应力和角变形的分析计算。从试验样本出发,采用基于最小二乘法的回归模型构建了机身最大应力及角变形与结构主参数间的映射关系。在库恩-塔克条件下构造了优化的数学模型,并通过仿真运算提出了合理的机身轻量化设计方案。结果表明,轻量化效果明显,改进后的方案能完全符合实际工况的要求。     

避险车道驶入角计算方法评价

避险车道驶入角取值直接影响失控车辆能否安全驶入避险车道。基于车辆动力学仿真采用极限侧向加速度参数评价避险车道驶入角计算方法。首先,通过失控车辆稳定性分析确定车辆极限转弯半径;其次,采用三种驶入角的计算方法分别计算三种车速对应的避险车道驶入角;最后,基于车辆动力学仿真软件TruckSim,分别建立失控车辆和避险车道仿真模型,以极限侧向加速度作为评价指标设计并完成3组车辆稳定性仿真。仿真结果表明:方法二比方法三合理。对于方法二,进一步分析驶入角与主线转弯半径的关系,结果也表明方法二比方法三合理;继续采用极限侧向加速度作为评价指标并进行仿真,优化方法二的驶入角范围并与其它研究对比,结果表明了方法二优化结果的正确性。     

二维弹道修正弹静态侧向气动特性仿真研究

为研究差动舵位于攻角平面内时旋转稳定二维弹道修正弹的侧向气动特性,基于雷诺平均Navier-Stokes方程,采用有限体积法、SLAU2计算格式和标准可压SA-noft2湍流模型,建立了一套数值计算方法,并通过M910子母弹对方法进行了验证.通过对不同攻角下"+"形修正组件布局的二维修正弹进行仿真,得到了侧向气动力和力矩随攻角的变化关系,分析了修正组件对局部流动和弹丸表面压力系数分布的影响规律.结果表明,在有攻角的情况下,差动舵能使空气产生侧滑角的效果,形成侧向效应,侧向力和力矩随攻角呈线性关系.静态侧向力矩与动态侧向力矩量级相,方向由迎风区鸭舵造成的偏流所主导.     

隐式曲面多相图像分割的变分水平集方法

基于隐式曲面的水平集表达、隐式曲面上的内蕴梯度概念和图像分割的标记函数方法,建立了隐式曲面上多相图像分割的水平集模型,并设计了相应的Split Bregman方法.首先,将分段常值与光滑平面图像两相分割的Chan-Vese模型推广到隐式曲面上图像分割的变分水平集模型,并根据图像分割的二值标记函数和凸松弛的概念将该模型转化为全局凸优化的极值问题;然后借助n-1个水平集函数划分n个区域的区域特征函数,将隐式曲面上两相图像分割变分模型推广到了多相图像分割,并利用凸优化方法将该模型的变分问题松弛为一系列凸子优化过程.通过引进辅助变量和Bregman迭代参数设计的Split Bregman方法,将每个子优化问题转化为简单的Poisson方程求解和解析的软阈值公式.数值算例结果表明,文中方法在计算效率方面要优于传统的方法.     

RCS测试中的低散射载体设计及仿真分析

在雷达散射截面(RCS)测试中,低散射载体的设计结果取决于被测目标的RCS量级;为进行细节性隐身设计,获得台阶与缝隙排除载体干扰后的RCS水平,提出一种在台阶与缝隙RCS测试中的低散射载体设计方法;采用多层快速多极子算法,对低散射载体相邻曲面连接方式、台阶与缝隙在载体上的位置、前缘尖削度、倒圆半径对散射特性的影响进行仿真分析;仿真计算结果表明,控制载体表面曲率的变化、加大前缘尖削度、减小拼接曲面倒圆半径能有效降低载体前向散射水平,由于载体曲面一侧的散射水平低于平面一侧散射水平,台阶与缝隙特征应位于曲面上;对RCS测试中低散射载体设计具有指导意义。     

旋翼桨叶参数化建模及代理模型研究

大多数旋翼结构动力学优化不具备桨叶参数化建模的能力.要想实现真实工程桨叶的优化设计,需要一个从桨叶参数化建模到载荷计算的反复迭代自动化流程,而其桨叶参数化建模和剖面特性特性分析模块在优化过程中非常耗时.为解决以上难题,首先提出一种典型C型梁结构的复合材料桨叶剖面建模方法,并基于Catia知识工程模块,实现桨叶气动外形和内部组件的参数化建模.然后引入拉丁超立方试验设计和多项式响应面代理模型,建立桨叶结构参数和剖面特性的映射关系.通过对模型桨叶和“海豚”直升机桨叶剖面建模,剖面特性误差分析不超过5％,有良好的计算精度,满足工程设计要求.对某复合材料桨叶建立代理模型,用标准方差、平均误差和确定系数来评估精度,表明建立的近似模型对剖面特性具有较好的预测性.     

汽车曲面参数化造型优化仿真研究北大核心CSCD

对汽车曲面参数化造型进行优化,可提高汽车外观造型优化设计的质量。由于汽车造型曲面参数有多种,如有一个参数发生变化,汽车曲面造型容易发生变化。采用传统的方法对汽车曲面参数化造型设计时,主要通过建立车身曲面数学模型实现的,忽略了曲面参数之间的关联,导致设计误差大的问题。提出采用B样条理论的汽车曲面参数化造型设计方法。首先建立汽车车身曲面数学模型,依据给定的车身曲面型值点和边界条件反求出汽车车身曲面的特征网格点矩阵,其次,计算出汽车车身曲面的所有特征网格顶点,最后利用自由变形技术,将汽车曲面参数三维模型的六面体空间分配到固定的网格参数坐标,通过调整控制点促使模型产生变形效果,有效的实现汽车曲面参数化造型优化设计。仿真结果表明,改进的汽车曲面参数化造型设计方法有效的提升了汽车造型设计的效率。     

飞行器RCS仿真建模方法研究

雷达散射截面RCS（Radar Cross Section）是基于平面波照射下目标各项同性散射的概念。飞行器RCS的仿真建模在飞行器的仿真过程中既是重点,也是难点。结合雷达模拟器研制过程中对飞行器雷达散射截面仿真建模的实际需求,在建立简化飞行器外形模型和六自由度运动姿态计算的基础上根据目标外形建模特点,将飞行器分解为机头、机身、机翼三种类型的散射体进行研究。针对各类部件的不同特性,综合运用了几何光学法、物理光学法和绕射理论计算飞行器RCS。这种理论建模方法简单,物理概念清晰,计算量不大,能满足仿真实时性要求。