基于滤波反投影算法的TDLAS温度测量研究-流场诊断特别专栏

为提高二维重建温度场的抗噪声、抗干扰能力,本文研究了基于滤波反投影算法的可调谐激光吸收光谱二维层析成像系统。首先,通过数值模拟研究了滤波反投影算法的重建质量与影响因素,结果表明,随机噪声达到10%时,重建图像仍能较好地反映原温度场特征;滤波函数能明显改善重建质量;三次样条曲线插值的重建质量最高。然后通过基于滤波反投影算法的二维层析成像系统对弱旋流燃烧室出口温度场进行重建,将重建结果与热电偶测量结果进行对比,相对误差范围为1.4%-8.9%,较好地反映出温度场的特征,验证了滤波反投影算法的层析成像系统的可行性。     

基于滤波反投影算法的TDLAS温度测量研究

为提高二维重建温度场的抗噪声、抗干扰能力,研究了基于滤波反投影算法的可调节半导体激光吸收光谱（TDLAS）系统。通过数值模拟研究了滤波反投影算法的重建质量与影响因素,结果表明,随机噪声达到10%时,重建图像仍能较好地反映原温度场特征;滤波函数能明显改善重建质量;三次样条曲线插值的重建质量最高。通过基于滤波反投影算法的 TDLAS系统对弱旋流燃烧室出口温度场进行重建,将重建结果与热电偶测量结果进行对比,相对误差范围为1.4%～8.9%,较好地反映出温度场的特征,验证了滤波反投影算法的层析成像系统的可行性。     

单边扩张燃烧室燃烧非对称及非稳态现象研究

为了探究单边扩张超声速燃烧室在不同当量比下出现的多种模态及其内在机理,通过实验和数值模拟,对该构型燃烧室在并联凹腔对称喷注的工况下进行了系统研究。实验中,隔离段来流入口马赫数为3.46,来流总温为1486K;采用乙烯作为燃料,当量比范围从0.26到0.51。结果表明:燃烧室工况随着当量比的上升而改变,且可分为三个模态。当量比较低时(0.26),形成只有剪切层内有火焰的对称燃烧。当量比较高时(0.51),形成上凹腔为凹腔内燃烧、下凹腔为剪切层燃烧的非对称燃烧。当量比适中时(0.4),火焰在上下凹腔间来回震荡。在非稳态过程中,预燃激波串沿燃烧室轴向做周期性往复运动,定量分析表明火焰震荡的频率约为170Hz。燃烧震荡来源于分离区喷注与燃烧的耦合效应,震荡机制与涡无关,可能是由声振机制引起的凹腔自激震荡。     

并联凹腔火焰稳定器超声速燃烧特性实验研究

为研究并联凹腔火焰稳定器的超声速燃烧特性,通过在凹腔上游喷注乙烯,采用单边扩张型燃烧室在当量比φ=0.43~1.07内进行了一系列直连式燃烧试验。模型燃烧室入口参数为Ma=3.46,总温Tt=1430K。基于燃烧室壁面静压分布、推力增益、燃料比冲和燃烧流场的可见光与纹影图像分析了并联凹腔在不同当量比下的火焰结构、流场特征和燃烧性能。结果表明,上、下壁面凹腔附近的流动条件差异显著,燃烧过程与当地流动条件之间的强烈耦合作用使得燃烧室内火焰分布显著不对称。发动机燃烧性能对当量比十分敏感,壁面静压水平和推力增益随当量比增加持续升高,但φ=0.43~0.62时的增加速率远大于φ=0.76~1.07时的。φ=0.43~0.62时,燃料比冲和燃烧效率随当量比增加而升高;而φ=0.76~1.07时,燃料比冲和燃烧效率随当量比增加而降低。     

利用角度和多普勒变化率的有限阶运动目标可观测性分析

针对利用角度和多普勒变化率观测量进行单站无源定位的可观测问题,通过建立可观测分析的等价准则,分析并给出了三维有限阶运动目标在利用角度和多普勒变化率观测量时目标状态可观测的充要条件。推导过程不需要分析非线性系统可观测矩阵或求解非线性微分方程;对于不同阶数的运动也不需要分别进行分析。最后通过仿真验证了分析的结果。     

相控阵雷达扫描波位和扫描时间的设计与优化

详细讨论了在相控阵雷达设计中扫描波位如何确定的问题。扫描波位的确定原则是使雷达系统既满足一定的检测概率和作用距离，又能在最短的时间内扫描整个空域。这就必须在波位驻留时间和平均增益损失等因素之间进行折衷。为了进一步节省扫描时间，还对如何利用数字波束形成（ Ｄ Ｂ Ｆ） 技术实现优化进行了探讨。     

一种组合型的探干一体化信号设计分析

针对雷达信号资源利用率有待提升、低截获性能不足的问题,提出 1种复合调制的创新型探干一体化信号波形。线性调频信号本身具有良好的低截获性能,伪随机码序列分量具有较好的干扰性,同时又能一定程度上扩展信号带宽,两者的复合调制信号具有良好的探测和干扰性能。对基于 LFM的探干一体化信号波形进行了调制原理分析,并分别从时域、频域、功率谱、模糊函数、自相关特性等角度分析其探测、干扰特性。仿真实验证明,相较于单一调制的线性调频信号,一体化信号具有更宽的频带、更优良的干扰特性和探测性能,同时,有更高效的雷达资源利用率。     

基于DDB的二维/轴对称三波交汇流场数值模拟

采用运动间断边界拟合算法,在运动网格下求解二维与轴对称欧拉方程组,对脱体激波、锥面波、三波交汇等多种稳态波系进行数值模拟,精确得到了多种典型激波形状、波后流场及波系结构。本文提出的运动间断边界拟合算法,系基于经典计算流体力学方法、R-H运动间断条件、运动边界条件和Delaunay背景网格技术,由指定的网格块边界拟合待求激波,并以网格分块方式解决多道波相交问题。通过引入轴对称形式欧拉方程组,直接将此算法推广至轴对称流动领域,并精确拟合了锥面波相交问题。算法精度高,易于在CFD程序基础上实现,可用于超声速飞行器进气道压缩面、唇口设计以及乘波体设计。     

基于红外图像的返回舱被动测距

针对飞船返回段光学设备不能测距的问题,提出一种基于红外序列图像处理的返回舱被动测距方法。该方法选择主伞作为测量对象,利用最小外接矩形算法实现主伞轮廓图像测量,然后基于小孔成像理论,建立返回舱被动测距模型。为了减小图像噪声及边缘模糊对测量精度的影响,使用了前站引导数据修正以及距离值分段拟合等手段。实验结果表明,在没有连续云层遮蔽情况下,该方法对返回舱距离测量是可靠的和有效的。     

基于MPI的弹道仿真的并行计算研究

介绍了MPI的基本概念,列举了提高并行计算效率的一些措施,并实现了基于MPI消息传递机制的弹道仿真计算模型的并行编程,最后对并行计算和串行计算的结果进行了比较。研究结果表明,将并行计算技术应用于弹道仿真中是可行的,并获得了较高的加速比和计算效率;与单机运行相比,计算机机群可以大大缩短计算时间,提高计算效率,而且可以扩大计算规模,系统适应性和延展性较好。