Improved statistics of sub-mesoscale eddies in the Baltic Sea retrieved from SAR imagery

In the present article the spatio-temporal distribution of sub-mesoscale eddies seen in Envisat Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) imagery of the Baltic Sea is discussed. A total of 1250 ASAR images acquired between 2009 and 2011 form the basis of our studies and show imprints of almost 7000 sub-mesoscale eddies. Since the visibility of vortical structures in synthetic aperture radar (SAR) imagery significantly depends on the near-surface wind speed, wind data from a numerical model of the Baltic Sea were additionally used to obtain improved eddy statistics. Seasonally averaged fields of near-surface wind speed, surface currents, sea surface temperature (SST), and SST gradient were also analysed in order to reveal the role of these hydrophysical parameters in the observed spatial and temporal variation of sub-mesoscale eddies.     

Compact microstrip‐via‐fed wideband circularly polarized antenna with monofilar spiral stub for C‐band applications

A wideband circularly polarized printed antenna is proposed and fabricated, which employs monofilar spiral stubs and a slit in the asymmetrical ground plane which is fed by an asymmetrical microstrip feedline using a via. The CP operation is realized by embedding an inverted‐L shaped strip and a modified ground plane and can be markedly improved by loading monofilar spiral stubs connected to the asymmetric feedline by means of a via. A parametric study of the key parameters is made and the mechanism for circular polarization is described. After optimization, the impedance bandwidth is approximately 3.6 GHz (4.4‐8 GHz) and the 3 dB axial ratio bandwidth is approximately 3.3 GHz (4.7‐8 GHz), which represent fractional bandwidths of approximately 58.1% and 52%, respectively. Therefore, the proposed antenna is suitable for circular polarization applications in C (4‐8 GHz) band. Compared with other recent works, the simpler structure, wider axial ratio, impedance bandwidths, and more compact size are the key features of the proposed antenna.     

图像中对数螺旋线的拟合

针对图像中存在的对数螺旋线形状,提出了一种有效的对数螺旋线拟合方法。首先根据螺旋线的性质将已知图像中螺旋线的中心点约束在一个较小的区域内进行搜索,然后将从图像中获取的直角坐标系下的数据点通过坐标变换转换为能用直线形式表示的数据点,将对对数螺旋线的拟合转换为对直线的拟合。这一方法能快速、准确地拟合出图像中存在的对数螺旋线。     

一种复杂非线性系统的智能变结构控制方法

采用一种智能结构方法实现复杂非线性系统的控制,给出了设计原则,并用第四代歼击机飞行控制系统设计一个复杂实例来说明方法的有效性,实例系统中包含了两种控制律：增益调参和非线性动态逆控制律,两种控制律都包括了对发动机推力矢量喷管的控制。文中采用了一种基于状态的控制律切换算法进行两类控制律的切换,考虑了变结构系统切换瞬态问题和强迫振荡问题,并给出了简便的解决方法。     

遗传算法在逃逸机动策略中的应用研究

分析了基于强化学习原理和遗传算法的序贯决策规则的自动学习方法,从规划报偿和规则激活度的角度讨论和研究了规则的信度分配问题,解决了在大的状态空间中搜索和延迟评价问题,为处理复杂的决策过程提供了一种行之有效的方法。基于该方法实现了飞机的逃逸机动策略,仿真结果表明了该方法的有效性。     

Experimental study of shell side flow-induced vibration of conical spiral tube bundle

Conical spiral tube bundles are widely used in enhancing the heat transfer via the flow-induced vibration in heat exchangers. The shell side flow-induced vibration of the conical spiral tube bundle is ...     

基于参数化的弧齿锥齿轮建模仿真和加工

基于参数化设计思想,以弧齿锥齿轮为研究对象,建立了渐开线方程,生成准确的齿形,实现了不同模数、齿数齿轮的快速造型;通过仿真和分析弧齿锥齿轮的运动和数控加工,预先发现和改进实际加工出现的问题,降低了生产成本,提高了生产效率。     

一种有效的中性浮力下实验体姿态机动模拟控制律设计

在空间微重力环境的地面模拟技术中,中性浮力法利用水的浮力使实验体处于漂浮状态,可以提供六自由度运动模拟,并且可进行长时间的与空间十分相似的自由运动。因此可以采用该方法实现空间飞行器空间任务的地面模拟演示和功能验证。姿态控制作为空间任务的基本操作之一,其在中性浮力实验环境下的控制模拟非常重要,需要针对复杂的水下环境进行设计。目前针对水下航行器的研究非常广泛,但是专门针对中性浮力环境下空间任务模拟的研究并不多,缺少理论验证与仿真。本文针对中性浮力环境下实验体姿态机动模拟控制律设计问题进行研究。首先根据流体力学和动量矩定理推导出实验体的姿态动力学方程,根据四元数与角速度的关系得到实验体的姿态运动学方程;然后在理想状态下基于动力学方程,使用Lyapunov方法设计实验体的姿态机动模拟控制律,并证明了闭环系统的渐进稳定性;最后通过仿真验证了控制算法的性能,为中性浮力环境下实验体姿态机动模拟提供理论基础。     

基于脉冲机动的引力辅助深空探测轨道设计

以借助金星引力的火星探测器轨道设计为背景,针对借力前后可能存在的速度不匹配问题,提出了一种施加脉冲机动的解决方式。首先以借力飞行的基本理论为基础,推导了施加脉冲的实现过程。其次,探讨了基于等高线图的引力辅助轨道设计方法,当速度不匹配时,不存在无动力的借力飞行,针对可能发生的速度不匹配的情况,文章采用在引力辅助过程完成之后,施加脉冲,提高探测器的速度,实现了速度不匹配的借力飞行情况。最后研究了遗传算法在引力辅助轨道设计中的应用,以金星借力的火星探测轨道为例,同样在无动力的引力辅助不满足要求的情况下,研究了基于遗传算法的引力辅助轨道优化设计流程,得出与等高线图法基本一致的结果。对两种方法的结果进行比较分析,验证了施加脉冲机动的方法在引力辅助轨道设计中的适用性。     

考虑避碰约束的编队卫星入网路径规划

提出了一种新的考虑避碰约束的编队卫星入网路径规划策略。首先通过常规编队卫星入网的多脉冲线性规划方法,得到一组卫星入网的脉冲序列,以此预测轨道机动过程中各星之间的最小距离,当最小距离小于安全距离时,将最小距离前后脉冲施加时刻的相对位置作为约束条件,重新规划卫星入网轨迹,迭代进行直到满足避碰要求。仿真结果表明,该方法由于减少了路径规划过程中约束条件的个数,能够快速地规划出考虑避碰约束时的编队卫星入网轨迹,且有效节省燃料消耗。