气动力/热与结构多场耦合试验模型方案初步设计

以多渠道、多机制交叉耦合为热防护结构特点的新一代高超声速飞行器必须采用气动力/热与结构多场耦合计算方法进行研究。目前,国外已建立较完善的耦合分析系统并用于飞行器研制,国内的中国空气动力研究与发展中心(CARDC)也已自主研发了热环境/热响应耦合计算平台(FL-CAPTER)。为验证多场耦合计算平台所用方法的有效性和计算结果的准确性,设计并开展气动力/热与结构耦合的地面试验具有十分重要的意义。本文结合气动力/热与结构多场耦合试验设计需求,以现有材料和设备能力为依托,开展了试验风洞选取、模型尺寸估算、模型材料选择、模型气动设计与模型结构设计工作。初步研究表明,模型支撑结构附近迎风面局部高温热膨胀将有利于模型前体结构产生可观的整体变形量。本文以此设计了带压缩拐角的二级压缩面结构模型,通过短时间不锈钢模型验证试验和计算对比分析初步验证了模型设计的可行性,并以此为基础预测了高温合金模型的试验结果。为下一步开展高温合金长时间风洞试验奠定了技术基础。     

应急通信中WSN系统模型及性能评价指标体系研究

应急通信环境复杂多变,对无线传感网的服务能力提出了更高要求。本文给出了一种适用于应急通信的WSN的系统模型,并就网络拓扑、部署方式、感知模型、能耗模型以及覆盖和连通性进行了说明。然后,在介绍常规网络服务评价指标的基础上,归纳总结WSN的性能评价指标体系。最后,对全文进行了小结。     

直升机的非线性模型及配平

论述和实现了定常平飞时,单旋翼涵道尾桨直升机的非线性全量飞行动力学数值模型,建立模型时,考虑了直升机各部件特别是旋翼的动力学模型,考虑了诱导速度分布的非均匀性,以一具有水平铰外伸量及约束弹簧的铰接式旋翼等效算例直升机的真实旋翼。研究了直升机在平飞时的配平,提出了一种求解直升机平飞初值问题的数值方法-最速下降法。以某直升机为算例,建模并配平,结果表明,该模型符合直升机运动规律。     

Modeling and analysis of solar Doppler difference bias with arbitrary rotation axis

The solar rotation causes the solar Doppler difference bias, which leads to the decline of the velocity measurement accuracy. Modeling and compensation are an effective solution. The limited model with specific geometric direction, where the solar rotation axis is perpendicular to the plane through the Sun, the Earth and Mars, was established. However, in fact, the geometric relationship among the Sun, Mars and the spacecraft is not fully in line with the hypothesis of the model due to the spacecraft orbital angle and the solar rotation axis drift. Thus, this model is not consistent with the fact. In order to solve this problem, a universal solar Doppler difference bias model, which provides the expression with arbitrary rotation axis, is established in this paper. In this method, for any point at the solar surface, four variables including the direction of the solar rotation linear velocity at this point, the distance from this point to the rotation axis, the vector from this point to Mars, and the vector from this point to the spacecraft are calculated. Based on these four variables, the solar Doppler difference bias corresponding to this point is obtained. The theoretical analysis and simulation results demonstrate that the solar Doppler difference bias model with the actual rotation axis is different from that with one of the specific rotation axes. Therefore, it is indispensable to build the proposed model for compensation. Besides, the direction of the solar rotation axis, the spacecraft-Mars-Sun angle and the spacecraft-to-Mars distance are important impact factors for the proposed model.     

仅用反作用轮进行小卫星姿态大角度机动

综合轮控高精度优点和小卫星高集成度与姿态机动的要求,以反作用轮为执行机构,采用模型状态轨迹跟踪法,在反作用轮速度饱和约束条件下,进行了模型状态轨迹和基于模型状态轨迹控制律的设计。此外,还针对飞轮摩摩擦等带来的常值干扰,对控制律进行了修正,以提高控制精度。仿真结果表明,此控制方法能较好地实现小卫星姿态的大角度机动。     

Computer aided development of biomechanical pilot models

In this paper the computer aided development of biomechanical pilot models for the prediction of roll ratcheting (RR) is described. At first the phenomenon of RR is characterized as an aircraft-pilot coupling problem. Existing biomechanical pilot models for the prediction of RR are presented. A computer aided procedure for the establishment of biomechanical pilot models is described by setting up an existing pilot model. The procedure is based on the application of a software package for multibody system calculations (SIMPACK) and a control system design software tool (MATLAB/SIMULINK). The first is used to determine the pilot model equations of motion and the latter is applied to estimate the model parameters as well as to conduct further evaluations. With the help of this procedure, deficiencies of the existing state-of-the-art biomechanical pilot model are shown. Due to these deficiencies new pilot models have been established and are assessed on the basis of the parameters identified. According to this assessment some pilot models suitable for further applications are selected and used to investigate a RR incident. In order to predict the RR potential, the stability of the aircraft-pilot loop, which contains a biomechanical pilot model and the augmented aircraft model to be investigated, is assessed.     

工程小裂纹扩展规律的试验研究

 1.工程小裂纹的尺寸范围 工程小裂纹的尺寸范围可确定在0.1～1mm之间,这是因为:（1）这一尺寸范围代表了疲劳裂纹形成的早期阶段的范围;（2）实践表明,大多数设计得较好的工程结构能够在其使用寿命期限内容许这样的小裂纹存在而不会影响该结构的安全性或功能性;（3）这一尺寸范围代表了可用连续力学的方法进行解析处理的起始水平;（4）这一尺寸范围通常比现行的服役期间的无损检测方法所能检出的裂纹尺寸要小;（5）这一尺寸范围内的裂纹如果在结构中大量出现,通常就是该结构开始破坏的信号。     

基于飞机产品结构更改的装配工装变型设计方法

 飞机研制过程中的频繁设计更改活动是造成装配工装设计修改工作量大、设计质量难以保证等问题的主要原因。为此,运用公理设计原理描述了装配工装设计问题,提出了一种基于飞机产品结构更改的装配工装变型设计模型。将数字化标准工装与工装概念几何作为控制几何,通过主几何层、源控制几何层、衍生控制几何层、工装部件层和工装设计基础库层之间自顶向下和自底而上相结合的综合运算实现装配工装变型设计,提高了装配工装设计对飞机产品结构更改的快速响应和应变能力。开发的变型设计工具集应用于飞机方向舵装配型架设计,避免了装配工装大范围设计迭代,有效提高了设计更改效率。     

适于飞控系统设计的缩比直升机建模

在传统的旋翼、尾桨、机身的气动力模型基础上,引入了缩比直升机的舵机、航向控制系统模型,建立了适合缩比直升机飞行控制系统设计的非线性飞行动力学数学模型。深入探讨了稳定杆对缩比直升机飞行动力学的影响,并进行了仿真计算,结果表明所建立的数学模型能反映缩比直升机的飞行动力学特点,适合其飞行控制系统设计。     

A reduced-order model for integrated GPS/INS

The dominant factor in determining the computation time of the Kalman filter is the dimension n of the model state vector. The number of computations per iteration is on the order of n³. Any reduction in the number of states will benefit directly in terms of increased computation time. In this paper, a high order model in integrated GPS/INS is described first, then a reduced-order model based on the high-order model, is developed. Finally, a faster tracking approach for Kalman filters is discussed. A typical aircraft trajectory is designed for a complex high-dynamic aircraft flight experiment. A Monte Carlo analysis shows that the reduced order model presented in this paper provides satisfactory accuracy for aircraft navigation     

倾转旋翼飞机建模与仿真

倾转旋翼飞机的旋翼既要充当直升机飞行模态的旋翼,又要充当固定翼飞行模态的螺旋桨。为了研究倾转旋翼飞机的控制问题,建立了倾转旋翼飞机的数学模型。其中旋翼模型采用改进了的叶元法,旋翼诱导速度计算采用改进了的动量法。在MATLAB/SIMULINK环境下进行了仿真,并给出了仿真结果。仿真结果表明模型可反映倾转旋翼飞机的基本特性,可对飞行控制系统设计提供帮助。     

基于Gompertz模型的液体火箭发动机可靠性增长分析

运用Gompertz模型和线性回归方法对液体火箭发动机批次试验中的可靠性增长因子进行分析,对新产品的可靠性分布函数进行预测。结合产品的少量现场试验数据,利用Bayes方法对系统的可靠性增长试验结果进行分析。文中首先给出了可靠性增长因子分析的模型,然后运用历次阶段试验中的可靠性增长数据建立动态参数的递推估计模型,在此基础上,运用随机变量函数的分布,给出各阶段可靠性增长试验中可靠性参数的Bayes估计。最后给出实例进行说明。      

N4SID辨识方法在航空发动机中的应用

针对在现代航空发动机的自适应控制和故障监控领域建立系统动态模型的需要 ,本文研究了基于状态空间模型的数字子空间状态空间系统辨识 (N4SID)方法 ,并在某型双转子涡喷发动机非线性气动热力学模型的“小偏离”状态上进行了仿真实验 ,结论表明 :该方法可以较准确地辨识发动机“小偏离”状态时的系统模型     

基于位图的三维地形景观生成

地形模型的三维实时显示技术是虚拟现实的一项关键技术。地形模型的建立是地形三维仿真研究的重点之一。在现存的各种地形模型的生成方法中,利用地形位图建立地形模型的方法一经提出,便因其算法简单,形象直观,易于实现等特点日益得到重视并且广泛的应用于游戏制作和虚拟场景的构建等领域。基于地形位图图像,成功的建立了较大规模的地形模型,进行了纹理映射,结果真实感较强,并实现了实时交互的场景漫游。     

基于偏微分方程的卡通—纹理图像分解方法

Luminita A. Vese和Stanley J.Osher基于总变差最小化及Yves Meyer提出的振荡函数空间理论提出了卡通-纹理图像分解模型,直接从Vese-Osher模型的偏微分方程出发进行改进,重新选取了方程中的扩散系数,对不同类型的含纹理图像,通过对扩散系数的调整,有效地保护卡通部分的边缘,更好地提取纹理特征,从而达到提高图像分解质量的目的.     

基于Modelica和Dymola的压气机系统的建模与仿真方法

基于压气机性能方程推导出一种新的压气机级的数学模型，并在这一模型基础上用Modelica语言和Dymola编译器建立了计算机仿真模型，编成了压气机系统仿真程序。还描述了压气机仿真程序建模系统和面向对象的体系结构，介绍了压气机系统特性分析的应用例子，并进行了仿真验证。结果表明，采用建立的仿真模型能够用来模拟压气机性能。     

随机变幅载荷下结构疲劳可靠性分析——RDCDR模型

通过对恒幅载荷下疲劳应力幅与寿命之间的S-N关系的随机化处理,在Miner线性累积损伤理论下,建立了一种用于随机变幅载荷下结构疲劳可靠性分析模型(RDCDR模型)。模型中的各参数由恒幅疲劳试验数据采用最大似然法确定。采用Monte—Carlo法对模型求数值解。举实例说明了模型的应用。     

基于性能退化数据的液体火箭发动机可靠性Bayes评定

性能退化表征的是产品的工作能力随时间逐渐降低的现象。对于液体火箭发动机等试验费用昂贵的高可靠性产品,失效时间数据难以得到,此时性能退化数据是评定其可靠性的重要信息。文章提出用线性随机过程模型来描述产品性能参数逼近临界值的过程,再根据产品的失效机理,推导出产品的失效分布函数形式。相对于传统的寿命分布模型,文中推导的失效分布函数中的参数因物理含义明确而易于通过实时跟踪测量性能参数时间序列数据估计得到。文中还通过一个数值实例说明了该方法在工程上应用的有效性。     

事故推演建模技术研究

 在总结现有事故模型、复杂系统特性分析的基础上,提出基于系统学的事故模型——事故推演模型,该模型强调从分析系统各组成部分的耦合关系及系统涌现特性的角度揭示事故是如何发生的。针对目前尚缺乏成熟的方法来支持基于系统学的事故分析的现状,建立了与事故模型匹配的事故推演建模方法,层次化面向对象的Petri网（HOOPN）,给出HOOPN的形式化描述,分析了HOOPN对事故推演建模的支持能力,介绍了基于HOOPN的事故推演建模程序。最后利用HOOPN建立民用航空器盘旋进近过程的事故推演模型,并对模型进行定性分析,验证该方法的适用性。     

三轴仿真转台的外框结构有限元--优化设计

建立了某三轴仿真转台的外框的结构分析模型和结构优化设计模型,利用基于性态模型的拟牛顿法对其进行了优化设计,得出了在一阶固有频率和静态变形约束下的最优方案。