基于弹道仿真的鱼雷性能优化方法

基于仿真的总体性能优化设计是当前复杂机电产品总体设计的新方法。鱼雷总体性能设计中涉及的学科和参数众多,为提高其打击效果,应将这些参数合理匹配。该文提出了基于弹道仿真的鱼雷总体性能优化设计方法,建立了其全弹道模型,编制了完整的弹道仿真lib库,并以弹道设计中的部分参数为例采用遗传算法进行了匹配优化测试。结果表明,该性能优化方法切实有效,可推广应用于鱼雷总体性能更多参数的优化设计中。     

某型涡扇发动机的性能改型方案研究

为了补充小涡扇发动机系列化改型研究内容的匮乏,基于国内外涡扇发动机的研究现状及发展趋势,选定某小型涡扇发动机为研究对象对其进行性能优化研究。借鉴国外航空发动机的改型思路,采用不同的优化算例辅以不同的程序工具对某型发动机进行了性能优化的改型研究,在此基础上讨论了发动机采用非冷却式涡轮或冷却式涡轮对发动机性能的影响,最后通过分析比较得出某型涡扇发动机性能改型优化的研究结论。     

高原环境下重型柴油机的性能优化研究

为改善重型柴油机在高原环境下的动力下降和燃烧恶化等问题,针对某型重型柴油机进行了不同海拔高度（简称海拔）及不同柴油-空气-燃烧室（简称油-气-室）匹配方案的性能优化研究。通过模拟海拔4 500 m的高原进气状态,开展了重型柴油机不同压缩比、涡流比和喷油器喷孔直径的试验研究。结果表明,随着海拔的升高,柴油机实际运行工况呈现由低速、低负荷向高速、高负荷工况迁移的特性。研究了海拔4 500 m高原环境下柴油机5种油-气-室匹配方案下的性能,5种方案分别为：方案A（涡流比2.2,喷油器10×0.32 mm,压缩比13.3）、方案B（涡流比2.2,喷油器10×0.32 mm,压缩比14.1）、方案C（涡流比1.5,喷油器10×0.32 mm,压缩比13.3）、方案D（涡流比1.5,喷油器10×0.32 mm,压缩比14.1）和方案E（涡流比1.5,喷油器10×0.30 mm,压缩比14.1)。油-气-室匹配仿真与试验研究结果显示：适当提高压缩比、降低涡流比以及选取适当的喷孔直径,可提高柴油机在高原环境下油-气-室的匹配状况;最佳方案D的油-气-室匹配效果最优,柴油机动力性、经济性和排放性均有较明显的改善。     

一种变后掠翼导弹弹道快速优化方法

变后掠翼导弹弹道优化问题是一个复杂的多变量优化问题;为了获得变后掠翼导弹飞行弹道,利用Radau伪谱法求解了同时满足路径约束和终端约束条件下的射程最远弹道轨迹;选取后掠角和攻角作为优化控制变量,并通过采取一系列实时性保证策略提高算法的计算效率;仿真结果表明:该方法能够快速优化出满足性能指标和约束条件的弹道轨迹;研究结果可为变后掠翼导弹在线重构的实现提供有益参考。     

气动力优化EFP性能的模拟

在作用的速度范围内，我们用数值模拟的办法研究了气动力优化条件下铁ＥＦＰ的侵彻和穿透性能。介绍通过三维纳维耶—斯托克斯（Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ）编码和二维、三维欧拉（Ｅｕｌｅｒｉａｎ）流体编码预报外弹道和终点弹道的例子。对三个ＥＦＰ构形在额定马赫（Ｍａｃｈ）数６和攻角范围０°～５°之间进行气动力预报。终点弹道学评定单块有限钢靶的特征。对撞击速度范围在１５００ｍ／ｓ～２５００ｍ／ｓ之间以及倾角达２０°的侵彻状态进行模拟。分析和讨论位于弹丸几何形状上的气动力要求与它的终点弹道性能之间的一致性。     

固体火箭发动机性能贮存可靠性及评估方法研究

某固体火箭发动机在我国南方和北方的普通地面库房贮存7～9年后,地面点火试验工作正常,性能稳定。本文用正态性能可靠性的点估计法、区间估计法和单侧置信下限法对贮存固体发动机的性能贮存可靠性进行了评估。     

混合式脉冲爆震发动机性能分析

针对一种小型涡喷发动机和脉冲爆震发动机(PDE)的混合推进系统,介绍了其结构组成及工作过程,建立了性能计算的简化数学模型,分析了其飞行性能及涡喷发动机效率特性的影响.结果表明,为降低耗油率,提高单位推力,涡喷发动机最佳增压比为5～8,最佳涡轮前燃气温度为1200～1 300K;保持PDE进口压力不变,随着飞行马赫数的提高和飞行高度的降低,发动机推力下降,总耗油率升高;随着压气机和涡轮效率的降低,PDE单位推力变化不大,耗油率明显升高.     

自动榴弹发射器供弹机构性能分析与优化研究

为了改善某大口径榴弹发射器的自动机和供弹机构性能,建立了自动机和供弹机构的虚拟样机模型,进行了自动机和供弹机构运动性能分析,并完成了供弹机构的杠杆凸轮轮廓曲线的参数化建模与参数灵敏度分析.建立了自动榴弹发射器供弹机构优化模型,应用多岛遗传算法进行了多目标优化,使自动机后坐到位能量提高7.39％,拨弹滑板拨弹到位自动机能量提高45.39％.该研究为供弹机构的凸轮轮廓曲线的结构优化提供了新方法,同时为进一步进行供弹机构的工程样机改进提供了参考.     

基于混沌搜索算法的雷达干扰兵力优化分配

研究了要地防空条件下,地面雷达干扰兵力的优化分配问题。建立了雷达干扰分配数学模型,采用混沌搜索算法对模型进行分析和求解。仿真实验结果表明:该算法收敛速度快,寻优能力强,可为求解雷达干扰优化分配问题提供新的思路和方法。     

一种基于化学反应优化和粒子群优化的混合型优化算法

针对现有化学反应优化算法存在的不足,提出一种基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)和自适应化学反应优化算法(adaptive chemical reaction optimization,ACRO)相结合的混合算法(a hybrid optimizationbased on ACRO and PSO,ACRO-PSO)。在ACRO 算法的领域算子基础上,融入PSO 算法的全局算子,加入权重系数控制本地搜索和全局搜索的比例,修改分解反应合化合反应出现的时机,利用化合反应输出最优解,采用标准测试函数对ACRO-PSO 进行性能分析。仿真结果表明,ACRO-PSO 算法能高效地解决待优化问题。     

基于改进布谷鸟搜索算法的结构耐久性优化方法

将布谷鸟搜索算法与耐久性分析相结合,研究一种结构耐久性优化设计方法。建立了以可靠寿命为目标或约束的结构耐久性优化模型,针对复杂结构可靠寿命函数非线性强、多极值等问题,引入一种新型群智能全局优化算法——布谷鸟搜索算法,从迁徙策略、收敛准则、约束处理等方面研究改进了布谷鸟搜索算法,进一步提高了其收敛性和效率。利用双循环方法求解可靠寿命目标、单循环方法处理可靠寿命约束的概率优化策略,提出了一种稳健的结构耐久性全局优化的改进布谷鸟搜索算法。通过某轻量化车辆传动箱体应用,结果表明该方法具有较好的收敛效果和计算效率,在满足耐久性约束条件下实现了减轻质量的目标。     

不定基点海上航空搜救效能评估模型与仿真

为提高海上搜救行动的成功率,提出一种在海上不定基点的航空搜救效能评估模型。介绍扇形、扩展方形、平行线和横移线4 种搜索样式的工作原理及特点,对使用航空目视、光电方法手段下的搜索样式进行对比分析与评估,根据探测设备发现能力建立肯定发现型和概率发现型2 种效能评估模型,通过概率模型建模,并进行搜索成功率的仿真计算。仿真计算结果证明,该评估模型可为海上搜救行动的指挥决策提供参考。     

多学科优化设计技术在现代鱼雷设计中的应用展望

介绍了国内外多学科优化设计技术的现状与发展，基于该技术在国内起步较晚、在鱼雷领域的应用还是空白的现状，展望了多学科优化设计技术在现代鱼雷技术中的应用，认为应从4个方面开展工作：建立适合鱼雷使用的系统优化模型；确定优化算法；研究优化设计流程；建立鱼雷总体多学科优化设计平台，从而实现全雷各系统各学科的协同设计，提高鱼雷总体设计水平。同时介绍了几种优化算法，如单级优化算法、并行子空间优化算法和协作优化算法，以及几种优化设计平台，如美国Engineous Software公司开发的iSIGHT软件、Sandia国家实验室开发的DAKOTA软件、Vanderplaats开发的VisualDOC软件、Phoenix Integration公司开发的ModelCenter软件等的技术特点。     

基于插件形式的空空雷达仿真建模方法

针对火控雷达仿真的主要功能结构,建立雷达多种搜索跟踪仿真模型,设计模拟训练通用火控雷达目标搜索跟踪算法。基于插件形式以基类对象指针实现继承类对象为参数的系统交互方式,利用抽象工厂模式架构,建立雷达交互的数据模型、逻辑模型,并通过雷达可视化测试环境进行试验分析。实验结果表明：该方法能实现模拟训练通用火控雷达空空模式仿真模型,以及模型的复用性和重构性。     

基于改进蚁群算法的炮兵火力优化分配模型

根据炮兵作战实际问题,建立基于改进蚁群算法的火力分配决策模型。描述解决火力分配问题的一般步骤,对算法流程进行设计,并利用匈牙利法进行实验结果比对。实验结果表明,该方法合理有效,求解效率和质量较其它算法有明显提高。     

多型地空导弹武器系统调运优化模型

为在防控作战中利用有效资源在最短时间将地空导弹武器系统展开部署,建立最短路模型及装备调运优化模型.以多型地空导弹武器系统在最短时间内完成由多驻地至各个发射阵地的调运为目标,利用Floyd-Warshall算法进行解算,提出作战需求下的装备调运方案及路线规划.结果表明:该模型有效、可行,可为相关研究和决策提供依据.     

改进分解进化算法求解动态火力分配多目标优化模型

战前制定合理的火力分配（WTA）方案,可以优化资源配置,用最小的代价获取最大的战场收益。其一,建立了面向多型武器协同进攻作战的动态火力分配（DWTA）多目标优化模型,由多个阶段静态模型构成,各阶段静态模型参数需根据战场态势实时获取;其二,重点研究阶段静态模型求解算法。针对模型特点,设计了一种满足资源约束的编码方式,融合禁忌搜索和拥挤距离策略,提出了一种改进分解进化算法。对比实验验证了算法的可行性、快速性和有效性。     

基于遗传算法的导弹编队攻击任务优化分配策略

导弹编队攻击目标时,在确定打击目标和需求导弹数量后,如何把发射任务科学合理、高效地分配给相应的发射器,完成对目标的打击,在控制自身火力消耗最小的情况下实现作战效能最大是一个组合优化问题。针对导弹编队攻击任务分配问题,提出了基于遗传算法的优化分配策略。在理论上为常规导弹编队攻击目标时任务分配提供策略支持,对提高导弹部队任务分配决策能力和作战效能具有实际意义。     

基于稀疏A*算法的AUV全局路径规划

路径规划是自主式水下航行器(AUV)研究领域的重要课题之一。传统的AUV路径规划算法,如人工势场法、图搜索法等,容易出现陷入局部最优解、计算速度慢等问题,为克服上述缺陷,本文基于稀疏A*算法,提出了一种新的用于构造搜索空间的随机布点方法,在路径规划区域内,利用随机函数均匀地布撒足够多的搜索节点,从而构成搜索空间,可显著降低计算量,提高搜索效率;并进一步对所得路径进行通视性检查,有效地减少路径点个数和折点数,获得更优路径。仿真试验结果验证了该算法的正确性和有效性,表明该算法具有全局优化能力强、计算速度快的优点,具有一定的工程应用价值。