机载嵌入式动态可重构计算机设计

动态可重构技术在降低机载嵌入式计算机的体积、重量和功耗方面有巨大的潜力。分析机载应用环境对嵌入式计算机的要求,探讨部分可重构和软件可编程重构两种动态可重构方法,并针对机载嵌入式计算机的需求,从硬件资源利用率、系统灵活性和系统可维护性等方面详细分析比较了两种动态可重构方法。基于部分可重构方法,提出了一种高性能、高灵活的体系结构,有效提高了系统资源利用率,具有深远的军事应用前景。     

在结构设计中实现软件的可重用性

本文描述了重用软件设计准则，针对几种典型的软件结构，说明如何在设计中实现软件重用性；并以测控软件为例，进行了测控软件的重用设计。     

小卫星/小运载可重构多核计算机设计

通过共用小卫星与小运载的电子系统,能够降低卫星发射成本、实现卫星与运载的快速集成及测试、减少卫星的发射与入轨时间,从而达到快速响应自然灾害等突发事件的目的。传统航天器电子系统难以兼顾运载段任务的高实时性和在轨段任务的高可靠性要求,因此本文将多核处理器技术、可重构技术和航天器电子系统设计相结合,提出了基于可重构技术的小卫星/小运载多核计算机设计方案。该设计方案分为运载和在轨两种工作模式,通过现场可编程门阵列(FPGA)的快速重构来实现计算机两种工作模式的快速切换。其中运载模式将FPGA配置成并行构架的三核处理器,通过3个处理器并行计算来提升计算机的处理能力;在轨模式将FPGA配置成冗余构架的三核处理器,通过3个处理器互为冗余备份来提升计算机的长期可靠性。经过基于Markov过程理论的系统可靠性分析,表明系统在轨段的长期可靠性得到显著提升。同时经过地面半物理仿真系统仿真测试,运载段的控制周期可以达到10ms,满足运载段任务的实时性要求。     

轴对称流中音速线附近的特征线方程

 从Ｏｓｗａｔｉｔｓｃｈ的无粘、跨音速、轴对称无旋流的基本方程出发,在细长体条件下,通过新变量将物理面上的运动方程变成形式简单的速度面方程。利用音速线附近条件对速度面方程进行积分,可得解析解；由此可按Ｃｏｕｒａｎｔ理论推导出音速线附近的特征线方程,结果表明,特征线有两族,均为２／３次幂曲线,其数学形式与平面流相同。     

基于组件化体系结构的可重构车间调度系统研究

针对现有车间调度系统在可重构性、拓展性和开放性等方面的不足,提出了包括数据库层、内核层和外壳层的可重构车间调度系统.在统一的组件化体系架构下,封装现有多种调度模型和算法,并通过调度引擎实现相关模型和算法的匹配和融合;抽取车间调度的通用业务和专用业务,分别采用公用组件和专用组件进行封装,通过标准接口实现不同粒度组件的快速装配和重构.     

基于多信道软件无线电通用平台的测试及故障诊断技术研究

研究多功能可重构软件无线电开发、测试与评估通用平台技术,验证多信道软件无线电技术可实现性,突破平台设备实现级关键技术,通过论证,证明了基于通用平台的测试及故障诊断技术的可行性,及多信道软件无线电在不同应用领域通信系统的适应性和可重构性。     

旋翼三维非定常跨音速绕流的数值模拟

 利用小扰动位势方程，用有限差分方法求解了旋翼跨音速流场。导出了严格的三维非定常位势方程远场无反射边界条件，并成功地用于数值计算中，缩小了物理求解域的空间尺度。采用了贴体坐标和网格加密技术，以得到合理的非均匀网格分布。应用较少的网格点数成功地计算了无升力情况下旋翼的三维非定常亚、跨音速绕流流场，得到了与实验结果符合良好的数值解     

分离流中多段翼型的优化计算

 本文给出带有分离流动的多段冀型的优化计算方法。以最大升力系数为目标函数,对前缘缝翼或襟翼的位置和偏角进行优化。文中对带有后缘富勒式襟翼的NLR 7301翼型和GA(W)-1翼型进行最大升力计算和优化计算,所得结果和实验值相比符合得较好。     

轴对称跨音速进气道外罩绕流的高效差分算法

 本文考虑轴对称跨音速进气道外流场的有限差分计算方法。采用守恒型位流方程、贴体坐标网格和精确边界条件,根据最佳收敛准则对轴对称情形设计出新的近似因式分解迭代格式,并将所设计的格式应用到计算皮托式进气口的轴对称跨音速流场。对几种典型进气口的计算表明,本文格式收敛快,计算结果与实验符合很好。     

三维任意机身的跨音速全位势流计算

 <正> 准确、有效地估计旋成体或任意截面机身在有迎角、有侧滑情形下的跨音速绕流特性,对飞机机身、导弹等外形设计有重要意义。已趋成熟的全位势流计算方法在翼型、单独机翼及翼身组合体绕流中得到广泛应用,并产生了诸如Holst的TWINGn和TAIR,Jameson的FLO系列等实用程序;但对旋成体有迎角绕流或单独机身的全位势绕流计算在文献中还很少见到。现采用守恒型全位势方程、代数法生成的贴体坐标网格和Holst的AF2高效差分方法对旋成体或单独机身有迎角、有侧滑时的跨音速绕流进行研究;并给出分析机身跨音速特性的计算程序是很有必要的。     

一种基于HPC和COTS技术的软件雷达硬件体系结构设计

利用HPC系统强大的运算能力和高速数据传输带宽,通过网络互连所构成的网络拓扑结构,再结合基于具有可靠的工作性能和较低的成本,并且具有标准化、同类器件可替换的COTS技术的产品作为计算节点,构建了一种标准化、模块化的软件雷达硬件体系结构。     

多通道加载系统上位机软件设计

基于加载系统的工作原理和试验需求,实现了对多通道加载系统上位机软件的功能设计;在软件开发过程中利用多线程机制及LabWindows/CVI中TCP支持库实现了实时数据处理和通讯接口要求。试验证明,该上位机软件在某型飞机地面模拟试验系统中运行良好,提供了试验配置和数据处理功能,满足了实时性、可靠性要求。