人—机—环境系统设计中人的性能研究

为了提高人－机－环境系统的性能特性，目前发展了以人为核心的人－机－环境系统设计思想，本文结合该设计思想，进一步分析了人－机－环境系统中人的性能研究的主要方面，提出了多因素耦合作用下人机特性模型将成为今后的主要研究方向。     

关于旋涡定义的思考

针对旋涡定义这个长期未解决的难题,在分析历史上提出的几种思路的基础上,本文提出:定义旋涡的总目标,应当体现其管状运动形态,并与其作为流体运动肌腱的动力学功能有机结合;该定义应能以统一的方式覆盖经典涡动力学业已成熟的结果,并且指引对湍流中复杂涡状结构及其相互作用的识别。据此,本文根据涡量场演化的已知规律,提出了旋涡的一个动力学定义,作为继续深化讨论的参考。同时提出,人们针对湍流结构研究构造的各种涡判据,虽然对湍流涡状结构的可视化起了重要作用,但因其难以遵循管式涡量场的因果演化而无法取代完备的涡定义。相比之下,近十年来形成的涡量面理论,有望在未来发展中使旋涡的定义和检验问题回归涡量动力学的自然规律。     

交会对接任务故障与应急仿真系统设计与实现简

为了模拟交会对接任务多目标情况下的航天测控故障与应急过程,建立系统级的故障仿真和综合性的应急处置效能评估环境,采用分布式、支持互操作的高层体系结构,研究了故障SPR柔性描述技术,设计了基于脚本引擎驱动的故障协同演练控制方法,实现了故障建模、存储、提取和组装全过程的规范化,实现了故障的操作控制、效果监视和处置评估的一体化.解决了我国重大空间工程地面故障仿真、应急过程演练和人员训练的技术难题,经受了3次交会对接任务的重大工程应用考验.     

气动设计集成系统后处理用户界面的开发

气动设计集成系统借助C++ Builder平台实现了FASTRAN的自动化批处理,大大提高了计算效率,是一个专业性很强的系统.系统分为前置处理、流动解算、后处理三个模块.针对后处理模块对用户界面进行了开发,以显示压力分布云图为例,阐述了CFD-VIEW图形自动生成的过程.首次应用于运载火箭的研发,因而具有重要的现实意义.     

基于动量轮转速标定的轨道控制方法研究

某地球同步三轴卫星因故障导致推力器工作效率不稳定,使得采用原有方案进行向西轨道控制时姿态变化大,控制准确度降低.针对上述问题,通过分析卫星用于姿态控制的偏置动量轮的控制规律,利用星体角动量守恒条件,建立了偏置动量轮转速变化与轨道半长轴变化之间的相关性数学模型,提出了一种改进的基于偏置动量轮转速标定的轨道控制方法,同时结合姿态的稳定变化制定了轨道控制实施方案,并将其应用于实际卫星轨道控制中,取得了良好的控制效果.改进的控制方法提高了轨道控制的准确率,使得半长轴误差幅度由最大60％提高到0.2％左右,增加了姿态的稳定性,使得俯仰姿态变化幅度由最大0.7°减小到0.2°左右,降低了控制风险,减轻了地面控制人员的负担.     

An experimental study of the dual-loop control of electro-hydraulic load simulator （EHLS）

This paper investigates motion coupling disturbance（the so called surplus torque）in the hardware-in-the-loop（HIL）experiments.The＇＇velocity synchronization scheme＇＇was proposed by Jiao for an electro-hydraulic load simulator（EHLS）in 2004.In some situations,however,the scheme is limited in the implementation for certain reasons,as is the case when the actuator＇s valve signal is not available or it is seriously polluted by noise.To solve these problems,a＇＇dual-loop scheme＇＇is developed for EHLS.The dual-loop scheme is a combination of a torque loop and a position synchronization loop.The role of the position synchronization loop is to decouple the motion disturbance caused by the actuator system.To verify the feasibility and effectiveness of the proposed scheme,extensive simulations are performed using AMESim.Then,the performance of the developed method is validated by experiments.     

Reentry trajectory optimization for hypersonic vehicle satisfying complex constraints

The reentry trajectory optimization for hypersonic vehicle（HV）is a current problem of great interest.Some complex constraints,such as waypoints for reconnaissance and no-fly zones for threat avoidance,are inevitably involved in a global strike mission.Of the many direct methods,Gauss pseudospectral method（GPM）has been demonstrated as an effective tool to solve the trajectory optimization problem with typical constraints.However,a series of diffculties arises for complex constraints,such as the uncertainty of passage time for waypoints and the inaccuracy of approximate trajectory near no-fly zones.The research herein proposes a multi-phase technique based on the GPM to generate an optimal reentry trajectory for HV satisfying waypoint and nofly zone constraints.Three kinds of specifc breaks are introduced to divide the full trajectory into multiple phases.The continuity conditions are presented to ensure a smooth connection between each pair of phases.Numerical examples for reentry trajectory optimization in free-space flight and with complex constraints are used to demonstrate the proposed technique.Simulation results show the feasible application of multi-phase technique in reentry trajectory optimization with waypoint and no-fly zone constraints.     

低雷诺数下柔性薄板涡激振动流固耦合特性研究

柔性薄板的流固耦合特性研究在航空及能源动力领域具有广泛的应用背景,特别是在上游流体出现脉动的情况下,将引发薄板周期性振动,这种规律性的结构振动反过来又会改变其尾流的泻涡释放形态。本文基于非定常流动和柔性薄板振动理论,建立了柔性薄板的流固耦合特性研究模型,并得到了薄板的振动特性以及平板周围流场的非定常流动特性。结果表明：随着流体雷诺数的不同,柔性薄板的振动情况有明显的差异,当激振力的频率与柔性薄板固有频率一致时,会出现共振现象,柔性薄板振动对涡的形成产生抑制,保持薄板的附着流,延迟分离;当薄板的最大弹性回复力低于流体激振力时,薄板出现无规律的随机振动变形。     

界面捕捉中耦合Level-set与VOF算法

针对传统的level-set方法在处理界面问题时守恒性差的缺点,提出了一种耦合level-set方法和VOF方法的算法(CLSVOF)。不仅保持了level-set界面光滑性好的特点,还结合了VOF高守恒性的优点。Level-set方程的求解采用五阶WENO格式,而VOF的体积分数输运方程采用Gueyffier的界面重构方法求解。三维数值计算结果表明这种耦合算法对level-set的守恒性有明显的改善。     

基于B/S结构虚拟仪器系统设计与实现

在网络技术高速发展的基础上,针对频谱分析仪的共享操作以及远程操作等问题,提出基于B/S（浏览器/服务器）结构的网络虚拟仪器系统的解决方案。系统通过仪器控制软件完成对多种接口频谱仪的监视与控制,并通过服务端软件以页面形式实现系统与用户的交互。该系统可以部署在局域网或者互联网上,用户可以通过浏览器实现对频谱分析仪的访问与操作。根据方案开发的实验系统,通过测试已经具备了设计的功能需求,实现了频谱仪的网络共享和远程操作,为用户提供了一种方便、容易的仪器操作方式,具有一定实际应用价值。