基于改进YOLOv3和卡尔曼滤波器的飞机检测追踪方法

精确的飞机检测与追踪方法可以有助于提升我国军事实力,但是目前对小目标飞机进行有效追踪方法较少。基于深度学习的目标追踪方法较传统的方法性能更佳优越,因此针对传统方法对于小目标追踪性能不佳,本文提出了一种基于YOLOv3以及卡尔曼滤波器的飞机追踪方法以获得更好的追踪性能,该算法首先通过改进的YOLOv3算法对视频中的图像进行检测,在识别到视频中的飞机之后,通过卡尔曼滤波器对飞机的运动轨迹进行预测,并通过匈牙利算法进行数据关联。实验结果显示,该算法对小尺度飞机的检测性能较传统的YOLOv3有接近5%的提升,且对飞机的追踪效果精度高且实时性能,具有较高的军事应用价值。     

HTPB复合底排药损伤本构模型研究

为研究HTPB复合底排药(Composite Base Bleed Grain,CBBG)力学性能,进行了室温(28℃)下准静态单轴压缩和拉伸实验。基于对HTPB CBBG有限变形过程的非线性力学响应分析,建立了五元件黏弹-黏塑-损伤本构模型。模型预测结果表明,所建模型能够准确描述HTPB CBBG压缩和拉伸力学性能。获得的损伤演化律表明,达到屈服应变εy后,累积损伤值D和损伤因子f随应变ε近似线性增长,应变率ε?降低4个量级,压应变为-0.62时、拉应变为0.24时的损伤程度分别增加了10.64倍和22.28倍,拉应力引起的材料损伤较压应力严重。结合所建模型编写了用户子程序VUMAT,利用ABAQUS/Explicit模拟了单轴拉伸实验。计算结果表明,应力应变曲线数值解与实验结果吻合良好,验证了VUMAT的正确性。     

基于网格自适应的飞行器防热材料热传导系数辨识

为准确辨识高超声速飞行器防热材料热传导系数,构造了针对热传导偏微分方程系统的约束泛函极值问题,基于表征多项式逼近性能的Weierstrass定理,采用Lagrange多项式对热传导系数进行参数化建模,进而将无穷维的约束泛函极值问题转化为有限维的非线性规划问题,再利用基于动态优化方程的优化方法将此非线性规划问题转化为常微分方程初值问题进行求解。为从较有限的测量数据中准确地“学习”热传导系数,建立采用“过拟合”判别准则的网格自适应迭代算法改善辨识精度。研究表明本文采用的辨识策略与优化方法有效,辨识结果可以较准确地反映材料热传导系数的变化规律。     

二维活塞航空燃油泵容积效率分析

提出了一种二维活塞燃油泵,该泵利用二维活塞的旋转运动将配流机构集成到活塞上,去除了传统柱塞泵独立的配流机构,简化了泵的结构、提升了泵的功率密度,而且由于主要运动机构采用了滚动轴承支撑,免除了滑动摩擦副及其产生的泄漏,提高了效率。对泵的容积效率进行理论分析和实验研究。结合泵的结构原理分析了造成容积损失的内泄、外泄及油液压缩性等3种主要原因;应用层流和紊流的缝隙流动基本理论推导出泄漏解析表达式,着重分析了不同配流开口形式产生的内泄漏;综合考虑油液压缩性和泄漏获得了容积效率数学模型。理论研究表明采用负开口配流形式可以有效减小内泄漏,定量分析了泄漏流量与负开口量的关系,同时利用Fluent进行配流过程中泵腔内的流场数值模拟,结果表明可以有效减小油液倒灌。为了验证理论分析的有效性,制作二维活塞燃油泵样机,以航空煤油为介质进行台架实验。样机实验结果表明在负载压力2 MPa,转速从1 000 r/min到5 000 r/min,容积效率从93.6%提升到98.1%;当转速为2 000 r/min,负载压力从1 MPa增大到5 MPa,容积效率从97.5%降低到92.3%。以现有的齿轮泵和柱塞泵相比容积效率显著提高,理论与实验的结果偏差在4%以内,表明理论分析的有效性和正确性。     

螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响

为了找到一种改善低平尾涡桨飞机中小迎角下纵向静稳定度的方法,采用数值模拟手段研究了螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响。基于动态面搭接网格技术和非定常雷诺平均Navier-Stokes （URANS）方程,首先对某T尾双发涡桨飞机进行了计算,验证了方法的精度和可靠性,然后对同向旋转（CO）、对转-内侧上洗（CNIU）和对转-外侧上洗（CNOU）3种低平尾涡桨飞机构型开展了数值模拟,分析了各构型的俯仰力矩变化特点及流场细节。研究结果表明：对于常见的CO构型,在小迎角下由于平尾整体效率降低,飞机的俯仰力矩曲线斜率较无动力构型大幅度下降;在小迎角下,CO构型左侧平尾的效率几乎丧失,但右侧平尾却具有良好的效率;CO构型左右两侧平尾的效率呈现巨大差异的主要原因在于两侧平尾当地的下洗梯度不同;3个构型中,CNOU构型的俯仰力矩特性最差,CNIU构型在整个中小迎角范围内都能保持良好的俯仰力矩特性。     

Godunov型显式大时间步长格式研究进展

综述了Godunov型显式大时间步长格式的研究进展。首先介绍了显式大时间步长格式的概念、分类和优势。然后重点阐述了Godunov型显式大时间步长格式的构造方法、高阶精度推广方法、多维问题推广方法和收敛特性、分辨率及计算效率等性能,展示了其在典型问题中的应用和验证。最后给出了Godunov型显式大时间步长格式研究进一步可能的发展方向。     

全机低速颤振模型刚体运动稳定性研究

针对全机低速颤振风洞试验中存在的模型刚体不稳定现象,建立颤振模型刚体运动学一般性方程。运用稳定性原理判别模型系统的稳定性类型,并求解出不稳定风速,分析了一些因素对模型稳定性的影响规律,给出了模型静、动不稳定性发生转换与物理特性之间的关系,同时可进行悬挂系统及配重体系的设计,以保证全机低速颤振风洞试验的顺利进行。     

萤火一号火星轨道器开环追踪技术

中国首个火星探测器萤火一号计划于2009年10月和俄罗斯的火卫一采样探测器一道发射升空。萤火一号将探测火星的空间环境,并验证深空导航测控与通信技术。与常规的火星探测任务不同,该探测器的轨道与位置测量主要利用天文甚长基线干涉测量技术、开环跟踪测量技术、差分单程测距测速技术、同波束干涉测量技术以及单程Doppler测速技术承担。     

单滑块与飞轮协同姿态控制卫星运动分析

为了明确单滑块变质心卫星的控制机理,建立了包含单滑块与3个飞轮在内的7自由度卫星姿态动力学模型.在此基础上,分析讨论了其运动特性以及动力学系统的特点,采用最小二乘方法反向求解出滑块运动对卫星姿态的影响,为控制器根据姿态机动指令计算滑块需求运动距离,提供了一种工程上可行的方法.最后对比变质心机构与飞轮的协同控制与单独采用...     

飞机发动机燃料计量系统故障分析的一种方法

随着产品成本和复杂性的提高，故障模式影响分析已成为复杂系统设计过程中不可或缺的部分。但其有效性多年来一直存在争议，其主要原因在于采用以经验为主的定性推理法，分析繁琐，工作量大，导致很难确定每种故障模式的故障影响。本文从BIT设计的角度，以功能角色模型理论为基础，导出在反馈系统中的推理规则和故障模式影响分析方法。最后以喷气式发动机燃料计量系统为例，阐述对该系统进行故障分析的一般步骤。研究表明，本文提出的功能角色模型理论可有效提高故障模式影响分析效率。