圆柱壳结构入水过程的流固耦合仿真与试验

大型圆柱壳结构从空中入水时,在水流强大冲击下将发生较大变形甚至断裂.为提高该结构的耐撞性,将仿真与试验相结合.通过静态拉伸和动态SHPB试验获取两种备选材料的非线性本构关系,拟合出塑性随动材料模型.制作了1∶ 10简化缩比模型,进行了跌落试验与仿真分析.建立了真实结构与全尺寸的薄壳、水、空气耦合的多物质仿真模型,通过ALE/Lagrange无侵蚀罚函数耦合算法,实现了入水过程的有限元仿真分析.找到了初始方案的不足之处,提出了改进方案并进行了仿真验证分析.该方法同样适用于其他具有大变形和非线性的流体冲击问题.      

基于dSPACE的频率特性测试与模型辨识研究

为了满足伺服控制系统设计需要,提出了一种利用dSPACE系统对被测对象进行频率特性测试与模型辨识的方法,对该方法所使用的激励信号与响应数据处理进行了研究。利用dSPACE硬件平台产生离散正弦扫频信号,利用软件合成的方法实现相关分析运算,使用Matlab进行数据处理,完成被测对象频率特性曲线绘制,采用Levy方法进行了模型辨识。应用结果表明,该方法使用方便,对传递函数具有较高的辨识精度,可以为控制算法设计提供理论依据。     

基于频响函数模型修正影响因素的仿真

首先推导了基于频响函数模型修正的理论公式,在此基础上通过平面桁架模型修正的仿真算例,比较研究了基于频响函数模型修正方法具体实现过程中数据测量噪声、频率点选择以及频段选择等因素对修正结果的影响。研究表明,频率点的选择是基于频响函数模型修正的关键因素,合理的频率点选择既能够减小计算量,降低修正方程的条件数,同时还能够抑制测量噪声的影响;此外,提高实测数据的精度,增加修正频段的宽度也是改善模型修正效果的有效手段。     

折背式轿车尾流结构研究

轿车的气动阻力对轿车的燃油经济性有着重要影响.对于折背式轿车,由尾部产生的气动阻力可占整个外形气动阻力的50%.因此,弄清折背式轿车的尾流结构对开发具有良好气动特性的新型轿车有重要意义.利用风洞试验和CFD(Computational Fluid Dynamics)技术相结合,分析了折背式轿车的尾流结构及尾部形状对尾流结构的影响,为设计具有良好气动特性的折背式轿车提供了依据.     

基于多模型滚动时域估计的卫星故障诊断

研究了卫星姿态控制系统故障诊断问题, 将滚动时域估计与交互式多模型(IMM)方法相结合, 利用滚动时域估计方法对系统状态进行估计, 系统转换概率也相应地利用了一个时间段的估计误差作为依据, 而不是只考虑一个时刻的估计误差, 因此有效减少了大噪声以及个别错误测量对诊断结果的影响. 最后的仿真结果证明了该算法的有效性.      

Integrating Non-Tidal Sea Level data from altimetry and tide gauges for coastal sea level prediction

The main objective of this paper is to integrate Non-Tidal Sea Level (NSL) from the joint TOPEX, Jason-1 and Jason-2 satellite altimetry with tide gauge data at the west and north coast of the United Kingdom for coastal sea level prediction. The temporal correlation coefficient between altimetric NSLs and tide gauge data reaches a maximum higher than 90% for each gauge. The results show that the multivariate regression approach can efficiently integrate the two types of data in the coastal waters of the area. The Multivariate Regression Model is established by integrating the along-track NSL from the joint TOPEX/Jason-1/Jason-2 altimeters with that from eleven tide gauges. The model results give a maximum hindcast skill of 0.95, which means maximum 95% of NSL variance can be explained by the model. The minimum Root Mean Square Error (RMSe) between altimetric observations and model predictions is 4.99 cm in the area. The validation of the model using Envisat satellite altimetric data gives a maximum temporal correlation coefficient of 0.96 and a minimum RMSe of 4.39 cm between altimetric observations and model predictions, respectively. The model is furthermore used to predict high frequency NSL variation (i.e., every 15 min) during a storm surge event at an independent tide gauge station at the Northeast of the UK (Aberdeen).     

NRLMSISE-00大气模型与GRACE和CHAMP卫星大气密度数据的对比分析

利用GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)和CHAMP(Challenging Mini-Satellite Payload)卫星2002-2008年的大气密度数据与NRLMSISE-00大气模型密度结果进行比较,分析了模型密度误差及其特点.结果显示,NRLMSISE-00大气模型计算的密度值普遍偏大,其相对误差随经纬度变化,在高纬度相对较小;相对误差随地方时变化,在02:00LT和15:00LT左右较大,10:00LT和20:00LT左右较小.通过模型密度相对误差与太阳F_10.7指数的对比分析发现,在太阳活动低年模型相对误差最大,而在太阳活动高年相对误差较小;将模型结果分别与GRACEA/B双星和CHAMP卫星的密度数据进行比较,发现对于轨道高度更高的GRACE卫星轨道,模型相对误差更大;在地磁平静期,相对误差与地磁ap指数(当前3h)相关性不强,但是在大磁暴发生时,误差急剧增大.      

差动变压器式位移传感器的仿真建模研究

差动变压器式位移传感器（LVDT）具有工作可靠性高、输出电压准确度高、线性度好等优点,在伺服系统中得以广泛应用。但传统的设计周期长、成本高,短时间内难以设计出线性度好的传感器。提出使用Maxwell建立传感器模型的方法,利用Maxwell快速改变模型尺寸的优势,对影响传感器性能的补偿线圈绕法进行了仿真。经试验验证,该模型可有效地模拟真实产品,显著地提高实际工程中传感器的设计效率及产品的线性度。     

基于模型参考模糊自适应的转台摩擦力矩补偿研究

为克服某型伺服转台在摩擦力矩干扰下引起的低速“爬行”问题,设计了基于模型参考模糊自适应的摩擦补偿控制方法;并基于所建立的数学模型对该摩擦补偿方法进行了lyapunov稳定性证明,采用Matlab进行了仿真试验分析。仿真结果表明,该摩擦补偿方法能够有效抑制摩擦干扰的不利影响,提升了转台低速跟踪的平稳性,从而显著提高了转台的低速伺服精度。     

在有色高斯噪声中的离散时间检测与估计的性能分析

本文研究了在确定的观察时间内,在有色高斯噪声中检测与估计的性能与样本数之间的关系。指出相邻样本之间相关系数在0.1—0.2范围内,广义信噪比就能相当接近极限值S~2(T)。在讨论二阶相关噪声时指出,由二阶微分方程描写的高斯过程的样本序列一般不是AR(2)模型,但是当样本间隔Δ→0时,却可用AR(2)模型近似描写序列,因此求极限信噪比时可以较简便地采用AR(2)模型。最后指出最大似然估计与似然比检验之间及两者的性能测度之间的联系。