仿真插值算法研究

一、引言求解时变系数的微分方程时,如果处理变系数采用的方法不当,会给最终结果带来不利的影响,这里考虑三种经典插值方法: 1.一次分段线性插值:快速,但不光滑 2.二次分段抛物插值:速度较慢,分段光滑,但节点处不光滑上述两种方法在极值(局部)情况下,处理结果不够理想     

随机共振数值仿真的快速算法

根据信噪比曲线可以判断一个非线性系统是否发生随机共振,同时也可以得到非线性系统对噪声的输出性能。然而,由于要进行系综平均,即使要得到最简单的双稳态系统的信噪比曲线也需要很长时间的运算。经过对双稳态系统产生随机共振过程的仔细分析,以龙格—库塔法为基础,利用适当的数值计算方法,可以快速地求解双稳态系统的输出。     

动力学系统实时仿真数值方法研究

从6个方面概述动力学系统实时仿真数值方法的一些最近的研究进展，内容包括：产时仿真快速混合算法、实时并行Rosenbrock算法、实时并行组合算法、微分代数系统的实时算法与实时并行算法、实时间断处理并行算法以及一些并行算法的效率分析等。给出构造实时仿真算法新的思想和方法，同时也涉及一些有关问题的讨论。     

整体式惯性粒子分离器雷达散射特性数值仿真

为了探究整体式惯性粒子分离器(IPS)的雷达散射特性,利用物理光学迭代法(IPO),编制了整体式粒子分离器的RCS计算程序,发展了一种改进的高效遮挡关系判断算法,并对程序的计算精度进行了校验。对不同雷达波长下,不同构型整体式粒子分离器的前向雷达散射特性进行了计算和分析比较。结果表明,随着雷达波长的增大,IPS的雷达散射面积减小;IPS分流器径向位置对重点方位角度范围内的雷达散射面积(RCS)有一定影响,并为改善IPS的雷达散射特性提供了参考依据。     

微分代数系统的数值仿真算法

介绍了微分代数系统ＤＡＥ的基本概念及仿真算法,特别指出了用ＢＤＦ方法求解高指标常系数线性ＤＡＥ系统时的数值稳定性缺陷。最后,针对飞行器轨道约束实时控制问题,给出了３阶收敛的代数约束算法。     

PH分布数据拟合的数值加速EM算法

摘 要：针对Phase-type(PH)分布数据拟合EM算法收敛速度慢的问题,提出一种数值加速EM算法,通过增加每一步EM迭代的参数变化量达到加速的目的。用4个拟合实例与标准EM算法拟合进行对比,结果表明,该加速EM算法简单实用,保证了算法的收敛性,有效提高了PH分布数据拟合EM算法的收敛速度。     

基于EnSight的数值仿真可视化系统设计与实现

为提高数值仿真后处理的效率,满足分布式仿真系统在数值仿真数据方面的可视化需求以及实现仿真试验过程的可视化,基于EnSight的二次开发开展数值仿真可视化系统设计.提出基于Qt开发框架的系统集成、基于Python的功能开发和基于Socket的通信接口开发,实现具有协同功能的数值仿真可视化系统.该系统采用模板化技术实现带场景的可视化和快速后处理功能.给出系统架构、组成、实现效果及应用案例.应用结果表明：该系统能够适应多仿真类型结果分析,实现动态仿真过程的协同可视化.     

航天环境仿真数值计算模型设计

为了解决航天环境数值仿真计算中计算模型单一、程序可移植性差、适应性不强等问题，提出了一种利用UML设计航天环境仿真数值计算模型的方法。该方法基于COM思想，首先利用UML进行顶层设计和功能划分，然后采用面向对象语言开发COM组件，将各类分散的、不同运行环境的空间环境模式规范化和集成化。最终利用该方法实现了一个航天环境数值仿真计算工具包SESTK，该工具包集成了空间环境要素计算模式及其相关程序、扩展数据、太阳地磁活动指数数据库等，为用户提供了良好的使用和扩展接口，便于与其他航天仿真软件集成。     

一阶常微分方程组加速算法及数值仿真

针对一阶常微分方程组提出了一种数值加速算法,给出了该算法的误差分析,并将该加速算法应用于求解太阳帆航天器轨道运动方程组。该算法实现简单,计算量小,计算精度较高。     

基于插值原理的模糊控制器仿真研究

常规模糊控制器引入矩形域上的插值算法，基本上消除了普通模糊控制器的调节死区，改善了模糊控制器的稳态性能，最后给出的仿真结果证明这种方法是有效的。，     

微机原理软件模拟实验的设计与实现

软件模拟实验不仅能实现硬件实验的基本功能,而且软件模拟实验不受时间、地点、实验设备的限制,这方面比传统实验有着不可替代的优势。首先给出微机原理软件模拟实验的设计方法,最后给出8255芯片作为输出口实验模拟器的实现过程。     

全动舵铰链力矩计算的CFD数值仿真

在飞行器设计初期,舵面铰链力矩的预测主要依靠理论估算和试验测量的方法取得,随着CFD技术的发展,运用数值模拟方法预测舵面铰链力矩成为现实.使用二阶精度的Hahen-Yee空间离散格式和LU-SGS隐式时间推进方法计算了单独舵面以及弹身一舵面组合体外形的超音速绕流流场特性,并通过积分计算了单独舵面以及舵体组合体的压心位置和铰链力矩.考察了在不同来流马赫数、攻角和舵偏角状态下的压心位置和铰链力矩的变化.计算铰链力矩时用了两种不同的方法,第一种是直接对铰链轴进行压强积分计算,第二种方法是先求出压心位置和法向力,然后再计算铰链力矩,并对两种方法进行了对比分析.计算结果表明两种计算方法所得结果比较接近,验证了数值仿真的可行性,对舵面铰链力矩预测有很好的指导意义.     

数值模拟网格数据模型设计与实现

在等离子体动力学、电磁学理论等物理问题的数值模拟中,各类数值模拟程序产生了大量复杂结构的科学数据.一方面,计算程序需要以高效率的I/O方式存储数据,另一方面,数据需要在各类程序间很容易地交换与共享.随着数据的规模与复杂度不断增加,传统数据管理方式的局限性日益突出.为此,设计了面向计算物理领域的数据存储模型--数值模拟网格数据模型(JAD),引入元数据管理机制,对数值模拟程序数据对象进行抽象与封装,在HDF5软件库基础上实现了高层I/O函数库(JADLib),集成先进的数据存储技术,提供直观、易用的应用程序编程接口(API),使得数值模拟数据以统一格式高效率地存储.目前,JADLib已推广应用于高功率微波、惯性约束聚变等领域多个数值模拟程序中,与元数据管理系统(JADIS)、并行可视化系统(JaVis)建立了耦合,使得用户可以直接利用这些系统进行数据的浏览、分析及可视化,促进了应用程序间的数据共享.     

ATM VLAN技术在油田数值模拟计算中的应用

在介绍VLAN技术的基础上,利用ATM VLAN技术改善油藏数值模拟计算系统性能,加快了主机和终端之间的数据传输速度,减少了网络流量,提高了网络性能。     

饱和增长模型度分布的数值计算与仿真

提出Logistic饱和增长模型和(M, r)饱和增长模型,这2种模型克服了BA模型初始网络的不明确性,更符合现实网络连线数随着时间的增长规律。采用马氏链方法,分析得到2种模型网络结点度分布的矩阵迭代公式。数值计算结果显示,2种饱和模型的网络结点度分别服从衰减指数?=-3.25和?=-3.18的幂律分布。同时,对2种饱和模型进行计算机模拟,并与马氏链矩阵迭代公式的数值计算结果相比,从而验证理论分析的正确性,也阐明2种饱和模型关于时间是不稳定的。     

6 自由度模拟卫星静压气浮轴承数值计算方法

针对失重模拟实验中常用的两种静压气浮轴承,推导了保角变换下的气孔直径公式和流量及承载能力 公式,研究了有限元建模及求解方法,并给出了具体实例以进行验证．基于平面和球面的静压气浮轴承设计了一种 6 自由度模拟卫星．试验结果表明,两种静压气浮轴承都满足了总体的技术指标要求．     

LNG船液货装卸系统仿真计算与实现

液化天然气(LNG)船液货装卸过程中,需严格控制装卸时间,但由于装卸系统的复杂性,设计装卸系统时很难准确得到LNG在管路中的流动状态平衡控制。针对上述问题,提出了一种面向LNG船液货装卸系统结构的计算方法,根据图论和有限元软件构建装卸系统拓扑模型,形成双层反馈控制结构,建立仿真装卸模型,计算任意时间点的管网节点压头和管路流量情况。采用Visual C++编制了图形化界面的仿真计算软件进行仿真。仿真结果与实际情况基本符合,表明装卸方法具有实用性,能对LNG船液货装卸系统的设计起借鉴作用。     

Mixed-Type Galerkin Variational Principle and Numerical Simulation for a Generalized Nonlocal Elastic Model

A mixed-type Galerkin variational principle is proposed for a generalized nonlocal elastic model. The solvability and regularity of its solution is naturally derived through the Lax–Milgram lemma, from which a solvability criterion is inferred for a Fredholm integral equation of the first kind. A mixed-type finite element procedure is therefore developed and the existence and uniqueness of the discrete solution is proved. This compensates the lack of solvability proof for the collocation-finite difference scheme proposed in Du et al. (J Comput Phys 297:72–83, 2015). Numerical error bounds for the unknown and the intermediate variable are proved. By carefully exploring the structure of the coefficient matrices of the numerical method, we develop a fast conjugate gradient algorithm , which reduces the computations to \(\mathcal {O}(NlogN)\) per iteration and the memory to \(\mathcal {O}(N)\). The use of the preconditioner significantly reduces the number of iterations. Numerical results show the utility of the method.     

空间站零燃料姿态机动仿真系统设计与实现

采用控制力矩陀螺实现的姿态机动,无需消耗燃料,被称为零燃料姿态机动。为研究零燃料姿态机动,设计并实现了空间站零燃料姿态机动数值仿真系统,考虑了陀螺框架角速度限制等工程约束,引入了姿态敏感器、陀螺框架角等误差因素;对规划的姿态机动路径进行仿真,通过验证陀螺是否发生饱和,判断机动路径的可行性。数值仿真结果表明,通过控制器设计,数值仿真系统满足姿态控制精度和稳定性的要求,可作为空间站零燃料大角度姿态机动路径规划结果的仿真验证平台。