地杂波强度是影响雷达低空空域监测性能的重要因素之一。尤其在城市环境下,高层建筑和大气结构将使雷达信号传播及地表电磁散射特性产生复杂变化。提出一种基于抛物方程（PE）的城市环境地杂波强度分布建模方法,能够为低空空域监测雷达系统性能预估、站址选择和杂波特性分析提供理论基础。首先,通过宽角PE模型,预测城市高层建筑及大气结构引起的雷达信号反射、绕射、折射和多径效应;其次,将宽角PE模型扩展到三维空间,结合雷达方程,实现各杂波单元的强度计算;最后,利用仿真结果分析了不同建筑外形和高层建筑群对雷达信号传播和地杂波强度的影响。 相似文献
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与风暴相关的下冲暴流现象产生一股类似于从空中指向地面的喷流。本文应用经典流体力学理论,借助于奇点分布方法(偶极子面)所产生的流场,模拟了下冲暴流接近地面部分的风速矢量分布。所提出的模型产生的水平、侧向和垂直方向的风切变,对于研究在有暴风存在的条件下的飞机起飞和着陆具有实际的应用价值。它可以应用于数学模拟或在线实时飞行模拟。基于所建立的微下冲暴流模型,在电子计算机上对一架大型喷气旅客机穿越微下冲暴流自动着陆和握杆状态着陆的飞行模拟,揭示了飞机穿越这类风暴时的一些特征。研究结果表明:在穿越微下冲暴流着陆时飞机的长周期运动有时会与风切变谐振而被激发,这种现象十分有害,往往导致飞行事故。 相似文献
总被引：3，自引：3，他引：0
针对平流层气球的热动力学仿真问题,提出一个可以计算升空轨迹、速度变化以及气球蒙皮温度分布的综合模型.主要分析了气球基本热力学行为和受力状况,建立气球动力学和运动学方程,以计算升空过程的轨迹和速度变化.通过将气球蒙皮分割成若干面元,研究了蒙皮面元瞬态能量平衡方程,以计算气球蒙皮温度分布.在热力学、动力学和运动学分析的基础上,建立气球综合热动力学仿真模型.引入实测风场数据,计算在实际风场条件下,平流层气球升空和驻留阶段任意时刻的热力学特性. 相似文献
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为解决复杂风切变场中直升机运动的数值仿真,把握非线性直升机模型在风场中的响应特性,建立了一维、二维的风切变模型,采用直升机非线性飞行动力学模型,考虑直升机的控制系统,用四阶龙格－库塔法数值仿真直升机在风场中的前飞运动.对水平风和铅垂风的各个梯度场对响应的影响进行比较.结果表明,水平风和铅垂风的各个梯度场对响应的影响是不同的,此研究中二维空间的组合梯度场构成更为危险的飞行环境;在不同的情况下其作用是不可忽略的,尤其注意在低空飞行状态下对直升机飞行性能的影响.也进一步说明此数值仿真法对非线性直升机模型在复杂风场中响应研究实用有效. 相似文献
总被引：2，自引：0，他引：2
针对变循环发动机非线性部件模型共同工作方程组求解时初值选取对收敛速度和精度的影响问题,提出一种基于量子粒子群优化（QPSO）算法与Broyden拟牛顿法混合的求解思路。首先,对变循环发动机（VCE）进行变几何特性分析以及反向传播（BP）神经网络下的外涵道稳态特性分析基础上,建立反映变几何特性以及模式切换等全状态部件模型。其次,以该模型性能计算为基准,提出了一种基于QPSO的Broyden拟牛顿混合算法来达到发动机共同工作平衡要求,通过发散系数实现混合算法的切换,以改善单一Broyden拟牛顿法对初值选取的依赖性同时提高QPSO算法的求解效率。通过高阶非线性方程组的仿真验证了算法的有效性、求解效率以及精度。最后,进行VCE部件模型稳态、动态仿真计算,结果表明：与GasTurb性能计算结果对比可以看出发动机速度特性、高度特性等变化趋势与GasTurb基本一致,且误差均小于2%;基于QPSO的Broyden拟牛顿混合算法可有效快速地完成VCE部件模型的求解;所建VCE部件模型能够有效实现该新型发动机的性能模拟分析。 相似文献
总被引：2，自引：0，他引：2
针对低空自由飞行航线自主的特点,提出了一种概率型的短期冲突探测算法。算法考虑导航误差、控制误差及风扰动引起的飞行器位置预测误差,建立了合理的误差模型,以计算短期内飞行器之间的瞬时冲突概率;采用坐标变换以及扩展冲突区域,提出了三维空间内机动飞行情况下,计算冲突概率的近似解析算法。通过与Paielli和Erzberger(PE)提出的近似算法及Monte Carlo仿真算法的比较,表明本文算法提高了计算冲突概率的准确性,且计算复杂性远远低于Monte Carlo算法,满足低空自由飞行的实时性要求,可实现复杂环境下的冲突探测。 相似文献
目前利用飞行员静态可达域和可视域对驾驶舱人机界面进行设计和布置无法保证飞行员在过载和振动状态下的操作特性满足飞行安全操作的需求.针对飞行员触点操作,基于LifeMOD人体肌肉-骨骼模型,利用正常状态下触点操作动作的捕捉数据对飞行员模型的肌肉进行训练,建立正向飞行员操作模型;在正向飞行员操作模型的基础上,建立了含有肌肉力单元的飞行员人体动力学仿真模型,能够进行逆向动力学仿真和分析.对模型加入± Z和+ X方向的加速度以及 Z和 Y方向的振动等外部运动激励,模拟不同加速度和振动对飞行员触点操作的影响.研究结果表明：中央控制台的触点操作受加速度和振动影响最小,应急操纵设备应布置在该区域,可保证飞行员在应急条件下及时、准确地操纵飞机,提高飞机的飞行安全性.非常规情况下飞行员触点操作能力仿真能够指导驾驶舱人机界面的优化布置,提高应急情况下飞机操纵安全性. 相似文献
为了得到在低能条件下更为精确的Ar~+和Xe~+轰击SiO_2的溅射模型,对已有化合物溅射模型进行调研分析,总结了3种溅射模型,分别为Pencil模型、Bach模型和Seah模型,并对其不足之处加以分析。在Seah模型基础上,对溅射阈值采用新的计算方法,并利用等效原子法改进溅射参数和表面键能的计算方法,形成改进后的新模型。结合已有的关于Ar~+和Xe~+法向轰击SiO_2的实验数据,对4种模型的计算结果进行对比分析。对于Ar~+和Xe~+法向轰击SiO_2,改进后的溅射模型的均方根误差最小,拟合优度最高,均优于其他3种模型。说明在低能状态下,采用改进后的模型可以更为精确地计算Ar~+和Xe~+轰击SiO_2的溅射率。 相似文献
整流罩设计对基于分布式动力的翼身融合（BWB）飞机气动特性会产生显著影响。为了揭示在边界层吸入（BLI）效应下整流罩的设计参数对飞机气动特性的影响及其原因,采用计算流体力学（CFD）方法和Morris敏感度分析法对此布局飞机气动特性进行了详细研究,得到了整流罩主要设计参数对飞机气动特性影响的敏感度和耦合关系,并对典型设计参数下的流动特性进行分析。结果表明：对飞机气动特性影响较大的参数是整流罩特征截面2和3的最大厚度,这是因为其增大了当地截面的厚度和弯度,进而影响了整流罩表面的压力分布;在流量系数减小和进气边界弦向位置前移时,最大厚度增大会造成背风面发生局部分离;整流罩特征截面2和3的最大厚度对气动特性具有较强的耦合影响。 相似文献
总被引：3，自引：0，他引：3
为了研究超燃冲压发动机燃烧室内液体燃料雾化掺混特性,确定影响雾化的关键因素以实现高效燃烧,在超燃冷态雾化实验平台,以纹影法为主,同时辅助以平面激光诱导荧光(PLIF)技术和基于向前散射原理的颗粒直径测量技术,分别对横向射流航空煤油RP-3和水在超声速气流中的流场波系结构、射流穿透深度和诱导弓形激波强度等进行了实验研究,并对射流雾化掺混特性进行了数理分析.结果表明:定义的无量纲参数能够定性分析两种液体横向射流在超音速流场中的变化规律,并得到与实验结果一致的结论;在动压比1.0~3.3范围内,射流穿透深度和诱导弓形激波强度随着动压比和射流速度的增加而增加;表面张力和黏度对超声速射流掺混有重要影响. 相似文献
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装药设计和内弹道性能特性研究可为固液火箭发动机的设计和优化提供基础。建立了固液火箭发动机装药设计和内弹道计算的流程与方法，根据燃面退移规律，获得了车轮形装药燃烧面积、药柱通道面积等参数随燃去肉厚的变化关系。针对给定的设计指标及动力系统方案，开展了有中心孔车轮形、无中心孔车轮形、双D形及管形装药方案设计。计算结果表明:在相同的设计要求下，车轮形装药具有更大的燃烧面积、更高的装填分数及更小的药柱长径比；管形装药的氧燃比、燃烧室压强、推力等性能参数随时间变化更小；减小药柱外径可提高管形、双D形装药的装填分数，但同时会提高药柱的长径比。研究结果对车轮形装药固液火箭发动机内弹道特性及规律的认识可起到较好的支撑作用。 相似文献
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在获取冬季西北地区一次临近空间气象火箭探测数据后,将火箭探测温度、密度与MSIS00模式和TIMED/SABER卫星数据进行对比,并将火箭探测风场与HWM07模式和MERRA再分析资料进行对比,分析火箭探测温度误差组成,计算各项温度修正量。结果表明:火箭、卫星、MSIS00模式获取的温度和密度随高度整体变化趋势一致;相对于MSIS00模式,火箭和卫星实测数据能够反映出更多的变化细节,且二者在细节上具有较多一致性。火箭实测风场与MERRA的一致性较好,而与HWM07模式差异较大,在平流层中部火箭探测风场明显强于HWM07模式。相对于HWM07模式和MERRA,火箭探测风场能够体现更多细节,在22 km和45 km附近均探测到较强的风切变。在火箭探测温度的各项修正量中,气动加热、温度滞后、支撑结构热传导及测量电流焦耳效应带来的影响较大,该影响整体上随着高度降低而逐渐减小。分析表明,本次气象火箭获取的探测数据是有效可靠的,但在数据处理方法尤其是温度误差修正等方面还需不断迭代完善。 相似文献
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在马赫数3.8的超声速风洞中,以高时空分辨率的基于纳米示踪的平面激光散射(NPLS,Nano-tracer based Planar Laser Scattering)技术为实验手段,研究了有无喷流的超声速光学头罩流场的精细结构,清晰地再现了流场中的激波、膨胀波、剪切层和湍流边界层等复杂结构.通过分析时间相关的流场NPLS图像,可以发现流场结构随时间的演化特性.结果表明:无喷流情况下光学窗口上方的大部分流场处于层流状态;有喷流情况下剪切层的层流区域较短,在很短的距离内转捩至湍流状态;喷流出口压力高于外界压力情况下剪切层的转捩位置比压力匹配情况下较为靠前,光学窗口上方的涡结构也较为复杂.比较而言,后者对气动光学性能的影响更大. 相似文献
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针对工业界对于安全有效的管道清洁装置的需求,设计了一种利用气动爆破的原理进行管道除垢的设备.该装置采用气动控制,利用压缩空气的瞬时释放产生的射流与冲击波的能量击碎管道内壁的附着物,实现管道除垢.通过分析装置工作的原理及运行过程,给出了重要参数的建模过程.通过仿真分析了气爆过程中压强、剪切力的分布特点以及传播过程,计算了其管道内气流速度场的分布变化,得出了气动弹爆破过程中对壁面产生的冲击主要来源于射流以及冲击波,并且在使用10MPa的工作压强下一次爆破可清理的管道范围超过160m.该设计可以高效的实现管道清污的作用. 相似文献
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二维配对升降法小样本统计分析方法可在较少的试验量下,获得高可靠度的结果.在靶试数据基础上运用该统计方法,推导出三种复合材料防弹板在确定置信度和一定穿透率下的临界穿透速度、最小全穿透速度和最大不穿透速度,以及一定未穿透概率下的临界面密度.得到三种防弹板的穿透率—着速关系曲线. 相似文献
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一枚Chaff火箭在87.4km高度测量到高达0.33s-1的风切变剖面,相信这个切变值是中层大气曾经测量到的最大切变值.在这个异常大风切变层内,垂直速度扰动谱在浮力子区,惯性子区,和粘性子区有谱斜率-3.10,-1.65,和-7.11,这个观测与中性密度扰动一致.计算的内尺度和浮力尺度与扰动谱中的崩溃点不一致,这个结果与中性密度扰动不一致.讨论了湍流和重力波之间的关系,结果表明,增强湍流与波场饱和有好的联系. 相似文献
为了研究液体火箭发动机涡轮内流场，发展了一种基于相对流面理论和流线曲率法的多级跨声速叶轮机械流场计算方法.首先使用流线曲率法求解流面内的流场，再采用全三维流面迭代的方法得到三维流场.计算过程中通过临界流量的对比确定跨声速流道内的喉部位置，采用混合平面法将动、静叶间的非定常流动转化为定常流动.激波和黏性等损失通过相应的损失模型进行计算.对于多级流道内不同的超声速/亚声速流动状态则采用穷举法计算所有可能情况并用出口参数筛选最接近真实情况的结果.该方法准确地计算出了多级跨声速涡轮流场中的流动参数分布和性能参数，为进一步改进涡轮设计、提高涡轮性能提供了理论依据. 相似文献
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平流层风场环境对浮空器设计和轨迹控制具有重要影响。针对平流层风场建模,以长沙地区2005—2010年的风场数据为例,首先采用本征正交分解（POD）方法对风场数据进行降阶处理;然后分别采用Fourier级数与BP神经网络算法对平流层风场进行预测,并对2种模型的预测精度进行比较分析;最后通过建立临近空间浮空器的动力学模型和高度调控模型,分析2种风场预测模型对浮空器轨迹控制的影响。研究结果表明,相对于Fourier预测模型,基于BP神经网络预测模型的预测精度更高,可信度更强,能够更好地为浮空器飞行轨迹控制提供参考价值。 相似文献
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研发了一种采用GPS体制的气象火箭探空仪, 此种探空仪采用超小快速响应型珠状负温度系数热敏电阻温度传感器、压阻式硅气压传感器和GPS接收机. 与其他类型的气象火箭探空仪相比, 具有温度、气压、密度、风场等气象要素测量准确度高, 遥测接收设备简单便携, 发射前的准备工作简单, 系统可靠性高等优势, 并在子午工程发射试验中实现成功测试. 相似文献
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