基于风洞测试试验图像的湍流场光传输效应统计特性分析

从风洞测试试验图像出发,结合统计理论和谱分析技术,研究了湍流流场对光学成像退化的影响,给出了图像亮度、目标质心抖动、像模糊等退化现象随时间和流场状态参数的变化规律。研究结果表明,光学成像退化与湍流流场结构及其运动特性是密切相关的,具有一定的统计规律,对进一步的气动光学效应校正具有重要意义。     

红外导引头成像系统无热化设计及试验验证

介绍了光学被动无热设计原理,将其应用于3～5／μm红外导引头成像系统设计,完成光学系统与红外焦平面探测器组装,进行高低温环境试验测试,试验验证了无热化设计效果;提出了在实验室条件下,高低温测试系统的构成和测试方法,具有操作简便、直观、可信度高等特点．设计及试验结果表明,该红外成像系统结构紧凑,在宽温度范围内有很好的成像质量．     

基于光学遥感成像模拟软件的伪装效果检测

通过分析以往伪装效果检测方法的不足,提出基于光学遥感成像模拟的伪装效果检测方法。采用ISODATA法对高分辨率卫星图像进行非监督分类,得到土地分类专题图,并在其上部署真目标及伪装目标,通过地物光谱数据库进行反射率转换,从而获得地面反射率图像;利用大气辐射传输软件MODTRAN对其进行大气修正,结合卫星遥感器辐射定标系数及传感器调制传递函数(MTF),最终得到卫星遥感器输出图像,对仿真过程中的输出图像进行分析,得到各种情巩下的发现概率。通过系统仿真结果表明,基于光学遥感成像仿真的方法可以为伪装效果检测提供一种有效的手段。     

气动光学效应研究中非定常流场模拟与分析

以凹腔类光学窗口气动光学效应问题为背景,基于混合层流动简化模型,采用大涡模拟(LES)方法开展高Re混合层非定常湍流场的精细预测,给出瞬时流场结构对光学传输效应的影响规律,目的为光学效应流场影响预测方法研究奠定技术基础。给出了数学模型及算法,并对其进行了讨论。     

火工分离装置的深水分离模拟试验装置设计

根据液压系统中蓄能器的设计原理,提出了水下火工分离装置的模拟分离试验方法,通过对试验装置的参数进行计算,设计出能够模拟大深度下水压的试验装置.采用该装置完成了验证试验,结果满足技术要求,为同类模拟试验装置的设计提供了参考.     

工程实践中鱼雷发射管中心线的测量方法

针对现阶段采用的两点法测量不准,使用自准直仪,通过光学方法测量鱼雷发射管中心线.首先模拟现阶段测量方法获得的鱼雷发射管变形测量结果.再以分段测量得出鱼雷发射器每段的中心轴线.试验证明使用该方法光学测量精度高,理论上可无限逼近真实发射管中心线.     

大曲率半径药型罩的数值模拟

采用数值模拟技术对爆炸成型弹丸(EFP)的成形过程进行了计算分析,通过药型罩材料的选择,在大曲率半径结构参数下对EFP的成形性能进行了研究.模拟结果表明不同材料药型罩对EFP成形性能有较大影响,并且该结果能够和试验得出的结果达成较好的一致.     

气动光学及其在高超声速飞行器中的效应研究

介绍了气动光学提出的背景, 提出了气动光学的定义及内涵、研究对象和研究方法, 描述了气动光学研究的主要内容, 即气动光学效应机理研究、 气动光学效应校正方法研究、气动光学效应校正验证试验研究和高速飞行器光学窗口技术研究; 详细阐述了气动光学效应的定量研究和校正方法.     

适用于机动飞行目标跟踪的半自动光学引导系统

提出采用光学系统引导遥测、雷达设备跟踪机动飞行目标，并从设计角度出发，概述光学引导系统设计思想，分析光学系统作用距离，着重阐述基于遥测、雷达设备的接口设计技术。在理论和试验上验证了光学引导系统跟踪机动飞行目标的优越性。     

基于军用飞机的热流模拟辐照系统

为满足军用飞机座舱光照模拟需求、提高热流模拟的准确性,提出一种大功率辐照式热流模拟系统。该系统可以模拟不同高度下太阳光照环境,并可结合环境模拟舱的低温冷却及气压调节系统,在地面进行军用飞机在飞行过程中的结冰、除冰模拟仿真实验;还可以对驾驶员进行不同光照环境下的视觉负荷实验和视觉功效实验,模拟飞行过程中光照对飞行员的影响。通过设计仿真发现：热流模拟辐照系统辐照范围可达到1 500 mm×3 500 mm;在工作距离1 000 mm内,最大辐射能量可达到1.89 sc（1 sc=1 353 W/m²）,辐照均匀性可达到±12.2%. 对实际试验系统进行测量,最大辐照能量可达到1.80 sc,辐照均匀性可达到±13.3%,与仿真结果接近,验证了系统的准确性和可靠性。为满足军用飞机座舱常用需求,对单灯进行了低气压环境试验,试验结果表明：该系统单灯结构可满足低气压环境工作,后续可进一步开展热流模拟辐照系统整体的特殊环境试验,为军用飞机环境控制系统及环境模拟技术奠定基础。     

数字景像匹配图模拟生成的建模与仿真

分析了影响自然环境和人造建筑航空成像的各种因素,按照大气传输的基本规律,建立了数字景像匹配图模拟生成的数学模型,提出了仿真系统研制的设计方案。针对图像增强型CCD相机,研究了其成像机理,完成了基于大气软件LOWTRAN-7计算内核的成像仿真系统的研制。利用数字高程数据、场景表面的材料库、气候信息和实体几何模型,该系统可对成像过程进行基于图像的动态仿真,并可大量模拟不同气候下的景像匹配图。     

基于DoDAF的靶场光学测量仿真训练系统体系结构

为解决靶场光学测量试验涉及组织结构复杂、参试人员多、装备分布广泛的问题,设计一种靶场光学测量仿真训练系统体系结构.以美国国防部体系结构框架(department of defense architecture framework,DoDAF)标准2.0版为理论基础,结合TD-CAP体系架构建模工具的应用,构建靶场光学测量仿真训练系统体系结构模型及系统顶层概念设计框架结构,并通过演示验证评估.结果表明:该设计具有一定的完整性和一致性,可为靶场光学测量仿真训练系统构建及训练组织实施提供思路与借鉴.     

半实物仿真红外干扰弹运动特性模拟方法研究

为了满足红外制导武器半实物仿真试验的需求,提出了一种使用红外动态景象模拟器模拟红外干扰弹运动特性的方法,建立了图像坐标系下目标－干扰运动学模型;采用MOS电阻阵列红外动态景象模拟器实现了干扰运动特性的模拟,成功应用于某型红外制导武器半实物仿真试验。     

基于双网络的仿真试验综合控制系统设计

针对多项半实物仿真试验并行开展、不同试验的状态和试验流程不固定的试验过程控制与管理需求,提出了一种基于以太网络和光纤网络的仿真试验综合控制系统方案,并依此方案完成了系统的研制及应用,实现了仿真试验过程控制的自动化和试验数据的集中管理,提高了仿真试验效率。     

长波红外景象模拟器投影光学系统无热化设计

基于数字微镜器件（digital micromirror device,DMD）的红外景象模拟器能够为红外系统性能测试与评估提供先进的手段。根据DMD的工作原理,确定了以分光棱镜来连接照明系统和投影系统的红外景象模拟器总体方案。探讨了红外景象模拟器投影光学系统的像差特性、光学设计和无热化的设计方法,设计了一套工作在长波红外8~12μm,F#为2.8,视场角为3°的投影光学系统,并对该系统在40~60℃之间进行光学被动式无热化设计。结果表明：该系统在所要求的温度范围内,光学传递函数均接近衍射极限,成像质量满足系统的设计要求,并具有辐射能量损失小、分辨率高、结构紧凑等特点。     

基于直接信号注入的导引头仿真技术

提出在四元红外导引头半实物仿真系统中釆用“直接信号注入”技术,将仿真模型计算生成的具有目标、对抗和背景的动态红外场景,直接注入导引头电子舱,用于验证和调试导引头各种跟踪与抗干扰算法的有效性。讨论仿真系统的结构,目标运动、干扰弹投放和复杂背景的建摸。在分析四元红外导引头工作原理的基础上,讨论动态红外场景信号的生成技术。最后介绍四元红外导引头半实物仿真系统的工程实现。     

基于MR 混合现实技术的应急仿真应用系统设计

为避免灾难发生时因经验不足导致慌乱而造成更大的损失,使用混合显示技术设计一种应急仿真应用系 统。硬件设计中使用蓝牙适配器作为无线网络传输的工具;软件设计中基于混合现实技术重建虚拟现实场景,对图 像进行降噪处理,计算各像素点的3 维坐标,实时更新粒子位置,对其进行可视化渲染,并获取粒子在混合现实场 景渲染下的位置坐标,混合现实视线下的投影距离;对应急逃生路径规划设计一种路径规划算法;在仿真场景的物 理模型下,获取应急疏散模拟结果。结果表明：该仿真系统具备实用性,能够完成应急演练时的数据收集与分析。     

基于演化计算的迷彩目标隐蔽策略仿真设计

针对典型自然环境下军事装备的隐蔽问题,提出一种新颖的演化计算策略,将其与图像仿真设计手段相结合,根据环境状况,构建一种快速仿真计算进而给出迷彩目标隐蔽策略的新方法。该方法主要包括迷彩目标与场景图像的融合仿真计算,引入视错觉条带覆盖的迷彩目标隐蔽计算,基于粒子群优化算法和概率分布采样的搜索计算,以及基于深度神经网络图像特征的融合度计算。运用深度神经网络图像分割模型,结合迷彩目标的分割识出率,评估新方法的性能。仿真实验结果表明：在林地和荒漠环境中获得的隐蔽仿真图像平均融合度可达0.99以上,平均分割识出率低于0.90;新方法能够为设计给定目标在场景图像中的隐蔽策略提供有效的依据,具有较高的实用价值和可扩展性。     

基于LS-DYNA计算结果的破片战斗部虚拟打击仿真

为了完整描述破片战斗部打击轻装甲目标的全过程,建立了破片战斗部打击仿真系统.该系统实现了基于LS-DYNA计算结果的动态破片场生成,使用射击迹线仿真模型确定了破片的飞行弹道,采用THOR模型分析了目标的侵彻毁伤.该系统使用标准C++和glut库进行程序编译,实现了虚拟打击仿真的三维漫游显示.以某战斗部为例进行了算例分析,并与试验进行了对比,结果表明,仿真与试验的破片着靶总数基本一致,但在分布上有一定的差别;利用该系统进行战斗部设计和评估能够减少靶场试验次数和降低试验费用.