多GPU并行可压缩流求解器及其性能分析

为实现可压缩流问题的大规模高效数值求解,开展基于图形处理单元（GPU）的并行计算研究。在NVIDIA GTX 1070上建立了基于消息传递接口+统一计算设备架构（MPI+CUDA）的多GPU并行可压缩流求解器,该求解器基于结构网格有限体积法,空间离散采用AUSM⁺UP格式。采用一维区域分解法对计算网格进行划分,使得各GPU之间达到负载平衡。针对超声速进气道算例,对算法单GPU并行性能和多GPU可扩展性能进行分析。数值结果显示,单GPU并行计算可以获得37~46倍的加速比,极大地提高了计算效率;4块GPU并行计算加速比从47倍增加到143倍,并行效率维持在70%以上,说明并行算法具有良好的可扩展性。     

新型三维数字扫描设备在飞机加改装工程中的应用研究

探讨了新型三维数字扫描设备在飞机加改装工程中的应用前景,提出了较为实用的应用方法和步骤。实例表明,该设备操作简单、输出精度高,能够满足常见的改装测绘需要,具有很好的工程应用价值。     

一种高速数字复数乘加器的研制

复数乘加运算是实时数字信号处理系统经常使用的主要运算之一,随着实时数字信号处理的发展,复乘加的运算速度要求越来越高。本文研制了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的高速数字复乘加器,其复乘加的次数可以用外部的输入信号控制,还可以同时共轭输出。该复乘加器成本低,编程灵活,可根据不同的要求广泛应用于各种数字信号处理系统中。     

新型缝隙加载宽频微带天线

文章提出了一种实现三角形微带天线宽频工作的新方法。通过添加一对与三角形中心线对称的L形缝隙,天线可以实现双频工作。改变L形缝隙的位置和尺寸,天线可以实现双频比在1．03—1．35范围内的调节,利用Ansoft仿真软件HFSS进行优化,当频率比为1．03时天线可以实现宽频工作。制作了实际的宽带天线,测量结果与仿真结果吻合,实测天线的相对工作带宽（VSWR〈2）为5．39％,是普通三角形微带天线的4．5倍,证明了所提出方法的有效性。     

大推力姿控发动机推进剂控制阀流场分析

采用数值分析与试验研究相结合的方法,对姿控发动机控制阀内部流场进行分析.数值计算与试验数据相吻合,可以认为数值分析能够较真实地反映控制阀的内部流动特性.对流场参数的分析表明：来流撞击阀芯和阀口收缩节流,是控制阀内流动能量损失的两个主要环节,在结构设计中应尽量避免;另外,流道截面的连续性及流动空间的充分性也是控制阀内部结构设计需要考虑的重要环节.     

考虑变形影响的棱台式柔性外形气动力/热环境研究

文章首先根据机械可展开式再入/进入技术的结构形式建立了棱台式柔性外形简化模型;然后通过流-固耦合分析研究了该外形在气动力作用下的变形规律,获取其迎风面具有"下凹"的变形特征;并根据该变形特征修正了气动面模型,应用修正后的模型再分析,得出了气动力和气动热沿径向分布及气动热随时间变化的规律。研究发现:考虑变形影响的棱台式柔性外形在棱边附近处出现了气动力/热集中现象,全流域气动热环境变化趋势与刚性回转体外形基本一致。此研究结果不仅可为机械可展开式再入/进入技术的气动力/热特性研究奠定基础,还能为其他柔性外形的气动研究提供借鉴。     

红外加热笼进行瞬态外热流模拟的优化方法

为研究航天器真空热试验时红外加热笼模拟瞬态外热流的优化方法,文章建立了航天器器表、红外笼与热沉之间的辐射换热模型,得到舱板与红外笼的瞬态温度变化、器表到达热流密度的表达式,得出器表到达热流密度与器表内侧等效吸收热流密度和红外笼带条加电电流之间的关系。分析器表内侧等效吸收热流密度相同和不同的情况,基于红外笼加电控制周期为1 min和红外笼带条热容影响,对红外笼加电方式进行研究,提出变电流的优化加电方法。分析结果可为红外笼作为瞬态外热流模拟手段提供参考,减少瞬态外热流模拟误差。     

火箭发动机纤维增强金属壳体的结构分析

本文提出了应用有限元法和光弹技术进行火箭发动机纤维增强金属壳体结构应力分析的方法。这些方法使得能够对初始缠绕工艺过程、惯性力和点火以后的升压过程等进行受力分析。为了分析外缠纤维和飞行载荷的复杂效应,引入了某些简化和假设。对于一些典型发动机,给出了两种方法的结果比较。     

串装双燃速药柱发动机的内流场计算

对一维的加质燃烧室流场、轴对称的二维喷管内流场和高燃速药柱燃烧完成后的燃烧室二维内流场以及三维药柱几何做了一体化计算。应用轴对称的N－S方程、TVD有限体积法的显式MacCormack格式，对燃烧室后段和长尾喷管跨声速流场进行求解，得到了双燃速内弹道性能和轴对称二维流场中燃气参数的分布。结果具有较高的精度，并为进一步的燃烧室和喷管热结构分析提供数值依据。