基于CFD的两栖车辆阻力计算与预报研究

为了评价两栖车辆的水上性能,基于流体力学及船舶力学的相关知识,采用求解Navier-Stokes方程的数值计算方法,结合k-ε模型,对某两栖车辆在不同航行速度条件下进行了黏性流场数值模拟,获得了摩擦阻力、剩余阻力和实车阻力系数,从而算出其总阻力,并将计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性。     

两栖车辆的有效干舷问题研究

干舷是衡量两栖车辆的水上浮性的一个重要指标,它对于两栖车辆的设计及使用有重要意义.本文研究了两栖车辆的有效干舷问题,提出了一种理论求解方法.根据流体力学的基本原理,利用连续性方程、贝努利方程、浮力与重力之间的关系,建立了车辆吃水量和航速的函数关系.由此得到了由于航速变化引起的干舷变化量,并结合由于兴波影响而产生的干舷变化,求得总的干舷变化量.通过对某型两栖车辆有效干舷的理论计算和模型试验结果的比较,验证了理论计算的有效性,为两栖车辆的设计和使用提供依据.     

两栖车辆任意倾斜状态下浮心计算研究

为解决两栖车辆任意倾斜状态下浮心计算的难题,基于SolidWorks对两栖车辆进行三维建模,建立了惯性和非惯性2个坐标系描述浮心和倾斜状态;研究了横倾角、纵倾角与坐标变换的关系;在此基础上结合SolidWorks的API函数,采用向量运算确定了求解浮心位置的二分法及其迭代区间和车辆的入水部分。对SolidWorks进行二次开发,形成了任意倾斜状态下浮心求解程序,进一步将本程序运用于浮态计算。与传统方法相比,其计算速度快、结果精确,且不必对车辆外形进行简化。这为浮态设计和稳性分析提供了有效的手段。     

两栖装甲车辆兴波阻力的计算及流场分析

为了研究兴波阻力对两栖车辆航速的影响,建立了某型两栖车辆兴波阻力的数学模型,应用连续源分布法计算了兴波阻力;根据车体外部流场结构和求解要求,采用非结构化网格与网格自适应技术实施区域离散化,运用计算流体动力学(CFD)求解了车辆周围流域的压力场,并进行了流场分析。算例和流场分析结果表明:这种兴波阻力的计算方法可用于排水型两栖车辆的最高航速预报和减阻提速的研究。     

基于CFD的两栖车辆水动力导数的计算方法

通过采用标准k-ω模型,结合动网格技术,使用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术模拟两栖车辆的PMM(Planar Motion Mechanism)实验,拓展了针对两栖车辆的水动力导数的数值计算方法.研究中,对比直航试验以验证计算的有效性,并分析提取数值数据,实现了水动力导数的求取.将计算所得水动力导数与船舶经验公式值对比,分析了两栖车辆与船舶的差异对水动力导数造成的影响.     

两栖车辆在波浪中航行时的摇荡分析及解决方法

基于船舶的耐波性理论,对两栖车在波浪中航行的摇荡问题进行了研究。选取5种两栖装甲车辆进行分析。通过试验和计算得到其横摇、纵摇及垂荡的固有周期和阻尼系数,进而对其3种摇荡的微分方程进行求解。通过计算结果,分析在不同蒲福风级下的3种典型摇荡,提出了所选取的5种车辆在波浪中航行时避免产生剧烈摇荡的方法及在使用中的可行性建议。     

双车厢两栖车静水直航下的水动力性能研究

近年来开发了双车厢的水陆两栖车以提高其运载能力。研究基于某型号双车厢水陆两栖车的实尺度模型,采用计算流体力学方法和重叠网格技术建立多体运动的数值仿真模型,双车厢之间采用具有3自由度的球形铰接点进行连接。计算双车厢两栖车在静水中运动的水动力性能,分析前后车体的阻力、纵摇、垂荡运动性能以及球铰连接对车体的影响。研究结果表明：数值计算与拖曳水池试验的总阻力结果基本一致;基于可实现的k-ε湍流模型和多体重叠网格技术,可以很好地实现对双车厢两栖车水动力性能的数值预报;静水直航工况下两栖车的纵倾角度保持在1°以内,纵摇性能优良。     

两栖装甲车辆

两栖装甲车辆是指在水中具有浮渡能力的一类装甲车辆，与其他装甲车辆的最大区别就在于它具有两栖性能。两栖装甲车辆的种类繁多，根据陆地上行进装置的不同，可分为轮式和履带式两种；根据水上推进装置的不同，分为螺旋桨、喷水推进器、履带或轮胎划水三类；根据作战任务的不同可分为两栖装甲战斗车辆和两栖装甲保障车辆两类，其中战斗车辆包括水陆坦克、两栖装甲突击车、两栖装甲步兵战车、两栖装甲输送车、两栖火炮发射车、两栖导弹发射车等；保障车辆包括两栖装甲指挥车、两栖装甲侦察车、两栖装甲工程车、两栖装甲抢修车、两栖装甲弹药车、两栖装甲救护车等。     

提高两栖战斗车辆水上航速的研究

通过分析航态对阻力特性的影响可知，要提高两栖战斗车辆水上航速，必须使两栖车辆进入到滑行状态。根据对美国研制的先进两栖突击车（AAAV）的研究，提出了提高两栖战斗车辆水上航速的基本思路和方法。     

基于改进叠模方法的两栖车航行阻力成分研究

基于两栖车阻力产生的机理,提出了一种"改进叠模"航行阻力计算方法.以某履带两栖车为例,分析了其航行阻力的特性、尾部顺流段对航行阻力计算中流场的影响、车体表面动压力变化,获得了两栖车航行阻力成分构成,计算结果与拖曳模型试验数据基本吻合,表明用该方法可以有效分析两栖车的航行阻力.     

基于稳定性分析的变质心再入飞行器布局参数设计

为更加合理地设计变质心飞行器的布局参数,结合白杨M导弹的相关公开参数模拟构造了类似的一个钝形再入弹头,并利用CFD-FASTRAN软件计算了其气动参数;对置有纵向单滑块变质心飞行器动力学模型进行线性化处理,并基于李雅普诺夫直接法对飞行器进行稳定性分析;基于稳定性分析结果给出特征参数径向质量块的轴向坐标l1及质量块与系统的质量比1等特征参数的优化设计范围。结果表明:对于不同的质量比1,滑块的轴向安装坐标l1的取值范围会有相应的限制。只有当1,l1选在合适的范围内,才能保证飞行器的运动稳定性。     

大气层内导弹变质心轨道控制

研究了大气层内旋转导弹的变质心轨道控制问题.建立了内部带有2个可移动质量块的系统运动方程,应用线性系统理论论证了轨道控制的必要性,提出了制导控制中导航比的选取原则.结合旋转弹变质心制导控制系统的运行特性设计了系统的制导控制律,计算滑块的命令位置来产生期望的系统质心偏移,达到改变导弹飞行弹道的目的.典型弹道的非线性仿真证明了该控制器可有效控制旋转弹的飞行轨道.     

等离子体激励对飞行器流场影响的数值研究

针对传统飞行器控制方式的缺点,采用小尺度等离子体流动控制技术对飞行器流场影响进行研究。在前人的实验模型及飞行参数进行研究的基础上建立三维模型,采用数值仿真方法,研究了等离子体激励器位置和注入能量大小对飞行器流场及表面压力分布的影响。仿真结果表明：等离子体与边界层的相互作用可改变飞行器外部激波的初始结构,并在激励位置附近形成局部高压区;随着注入能量的增加,高压区峰值及作用范围分别扩大;等离子体激励产生的扰动具有三维传播特性,对飞行器侧壁面甚至对整个壁面周向压力分布产生影响。     

基于“北斗一号”卫星系统的野外车辆行动监控系统

利用“北斗一号”卫星系统的定位导航和短消息通信功能,野外车辆北斗用户把自己的定位数据通过短信息的方式传送到监控中心,然后在监控中心北斗服务软件收集定位数据,并传给行动监控软件,行动监控软件根据车辆定位数据,在态势地图上以图形的方式实时地、直观地显示车辆目标,从而实现监控中心监视野外车辆的行动情况。     

装甲车辆底盘关键部件综合检测系统研制

应用集成测试和虚拟仪器的先进设计思想,研制了装甲车辆底盘关键部件综合检测系统;编写了多通道数据采集、信号分析与处理、故障诊断等应用软件,实现了多种运行状态参数的实车不解体检测和关键部件的技术状况分析。对于提高装备维修保障能力具有重要意义。     

轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性

为分析轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性和自吸性能,提高启动过程轴流式喷水推进器的推进性能,开展了推进器启动过程的数值计算研究.在雷诺时均Navier-Stokes方程框架下采用SST k-ω湍流模型、Zwart空化模型和Free Surface模型对轴流式喷水推进器的启动过程进行数值计算,分析启动时间和水线高度对喷水...     

基于声固耦合法的环肋壳水下冲击数值仿真试验

环肋壳是潜艇耐压壳的常见结构形式之一,水下冲击响应分析对潜艇抗水下爆炸设计具有重要意义。利用声固耦合法对由环肋圆筒和2个半球组成的小型潜艇耐压壳简化模型进行水下冲击数值仿真试验,分析环肋壳在水下爆炸载荷作用下的瞬态动力响应。结果表明：该方法在流固耦合面上会形成局部空化,中截面上迎爆面的塑性应变小于背爆源,可为潜艇耐压壳的优化设计提供参考。     

一种再入飞行器质量指标分配的方法

将预估的再入飞行器总质量作为设计资源科学合理地分配给各分系统是再入飞行器总体设计的一项重要工作。采用基于模糊评判的正交多项式响应面方法,以表征再入飞行器及各分系统质量指标设计水平的水平系数为变量,建立了再入飞行器质量分配的二次响应面模型,并阐述了模型的应用。     

基于改进遗传算法的无人战车跃进位置决策

针对无人战车协同进攻战斗中如何自主确定跃进位置和射击位置的问题,构建无人战车自主确定跃进位 置和射击位置决策数学模型。综合考虑战场地形环境、敌方兵力分布、跃进距离、跃进方向、友邻间火力协同等因 素,提出一种保留最优个体的自适应多种群遗传算法(genetic algorithm,GA)对模型进行求解。实验结果表明：该模 型能够实现无人战车自主确定跃进位置和射击位置的目的;提出的改进遗传算法具有全局搜索能力强、收敛速度快、 稳定性好等优点;对无人作战装备自主能力的研究和提升具有一定参考价值。