电弧风洞高焓流场模拟与气动热校核研究

为了在电弧风洞更好地开展高超声速飞行器防热材料或结构热考核试验,基于有限体积离散,建立了针对电弧风洞高焓试验状态的多组分热化学非平衡流场数值模拟方法。针对中国空气动力研究与发展中心20MW电弧风洞不同试验模型的高焓流场进行了模拟,获得了试验状态的流场特性和模型表面热流分布,通过与试验测量值比较验证了计算方法。研究发现在喷管出口和试验模型之间的轴向距离很近的情况下,可以采用喷管流场和模型绕流分开模拟。通过对比数值模拟方法中的热化学模型,表明采用Gupta 7组分和5组分空气化学反应数据获得的模型表面热流非常接近,同时相比单温度模型结果,双温度模型结果与试验测量结果更接近。比较了多个状态条件下计算和试验测量获得的试验模型表面热流,发现二者相差都在15%以内,验证了建立的数值方法模拟该风洞高焓流场的可靠性。     

战斗机大幅值机动运动准稳态设计方法

根据战斗机大幅值机运动特点,提出了准稳态运动概念及其设计方法,以准稳态运动为基准,对其运动非线性分析,并适当简化,生成准稳定运动的期望状态,输出,控制和小扰动线性化模型,采用ＬＱＲ设计方法整定ＰＩＤ调节器参数,由准稳态运动的期望状态,输出,控制和调节器组成系统控制器,分别以四种准稳态运动为基准,设计了大幅值机动运动控制律,在六自由度全量飞机模型上的仿真结果表明,所提出的设计方法是可行的。     

基于改进遗传算法的配电网状态估计

利用配电网实时量测数据和规格化的负荷历史数据,以各用户的有功功率和无功功率作为基因,在基因编码和适应度函数中充分考虑用户负荷的概率模型和配电网的潮流约束,采用多种基因操作组合求解,通过IEEE典型算例证明该方法可行,计算精度和速度均满足配电网状态估计的要求.     

模拟微重力对人骨髓间充质干胞向成骨细胞分化中细胞信号通路影响的分析

通过模拟来研究微重力对hMSC向成骨细胞分化的影响,并利用相关信号通路的激活剂或抑制剂来调节这一分化过程．研究结果表明,在成骨细胞分化诱导条件下,微重力降低了hMSC向成骨细胞定向分化的能力,并且成骨细胞标记性基因的表达明显降低,Runt相关转录因子2（Runx2）的表达受到抑制．相反,过氧化物酶体增殖激活受体γ（PPARγ2）的表达则增加．同时,微重力也降低了ERK的磷酸化水平,而增加了p38MAPK的磷酸化水平．使用p38MAPK的抑制剂SB203580能够抑制p38MAPK的磷酸化,但不能降低PPARγ2的表达水平．骨形态发生蛋白（BMP）能增加Runx2的表达水平．成纤维细胞生长因子2（FGF2）增加了ERK的磷酸化水平,但也不能显著增加成骨细胞标记性基因的表达水平．采用BMP,FGF2和SB203580三种因子组合来调控微重力下的成骨细胞分化能力,结果表明三者的协同作用能显著逆转微重力对成骨细胞定向分化的生物学效应．研究结果还说明,模拟微重力应该是通过不同的细胞信号通路来抑制成骨细胞分化和提升脂肪细胞分化的．     

海军战术导弹状态转移时间计算模型

状态转移时间值的大小主要由测试准备时间、因部件失效或故障而引起的维修时间等决定的。文中以完成状态转移的贮存导弹为研究对象,提出了基于贮存可靠性的状态转移时间概念,建立了基于多层次PERT-Peru网的状态转移模型,用该模型描述和仿真贮存导弹状态转移流程,利用仿真算法计算了导弹武器作战效能评估的重要参数之———基于贮存可靠性的状态转移时间。     

Numerical investigation of full scale coaxial main rotor aerodynamics in hover and vertical descent

The original free vortex wake model was used for numerical investigation. Calculation of the aerodynamic characteristics in hover and vertical descent modes in the range of vertical descent speed of 0–30 m/s including the Vortex Ring State (VRS) area was performed. The calculations were carried out under the condition of variable blade pitch angle values providing a fixed time-average thrust value. Visualization data of free vortex wake shapes, flow structures, and velocity fields were obtained and analyzed. The time-dependences of the rotor’s thrust and torque coefficients were obtained and analyzed. The obtained data allows determining the boundaries of the VRS area by various criteria such as rotor thrust and torque pulsations, growth of rotor power consumption relative to the hover, growth of rotor induced velocities relative to the hover, and growth of the required rotor blade pitch angles values. The results of the study are compared with experimental and calculated data of other authors and can significantly supplement the available results of experimental and computational studies in this area.     

基于扩张状态观测器的导弹滑模制导律

针对导弹拦截机动目标的问题,基于扩张状态观测器(ESO,Extended State Observer)设计了一种全新的导弹滑模制导律.考虑拦截时的弹目相对运动关系,通过ESO对目标加速度进行实时的观测和动态补偿,有效地解决了导弹拦截末端所需过载过大的问题,使导弹能够以更小的脱靶量拦截目标.同时在仿真中考虑自动驾驶仪的二阶动态特性,分别以不同的初始航迹角对周期性机动目标和非周期性机动目标进行拦截打击仿真,并与基于有限时间收敛理论提出的滑模制导律对迎击拦截、追击拦截和前向拦截3种方式进行仿真对比,仿真结果表明了基于ESO的滑模制导律在拦截末制导过程中的鲁棒性和优越性.      

飞行器健康状态的表征方法研究

健康监控技术是提高装备安全性、战备完好率和快速出动能力的关键技术,已成为现代高技术装备的必备技术。针对飞行器健康状态难以判别表征的难题,提出表征飞行器各系统及整机健康程度的度量参数——“健康度”;在此基础上,给出飞行器各系统和整机健康度的计算确定方法,并建立基于“健康度”参量的飞行器各系统/整机健康状态评价方法——健康、亚健康和不健康三级评价法;以示例给出基于健康状态的飞行器各系统/整机精准维修保障策略——健康时不用维修、亚健康时制定维修计划、不健康时必须维修的总体策略以及与经济性要求相结合的最终实施策略。本文的研究为健康监控技术在飞行器上的有效应用奠定了基础,能够推广应用于其他装备系统的健康监控。     

电推进系统Xe物理特性计算方法

空间电推进系统的工质为Xe,其工作温度范围为-30～45 ℃,该范围覆盖Xe的临界点。在临界点附近,Xe可能呈现出多种形态,且对温度和压力变化十分敏感,采用传统状态方程在上述范围内计算其物理参数偏差最大可达30%。为解决这一问题,以CH₄作为参考流体,建立了一种基于对比态原理的Xe物理特性计算方法。该方法能够对包括气相、液相、超临界区域的所有状态Xe物理性质进行准确计算。试验研究与国外数据对比的结果表明,在整个压力-温度范围内,计算误差小于0.5%。     

基于状态转移矩阵的航天器多脉冲悬停方法

基于航天器相对运动的状态转移矩阵描述,研究了空间相对悬停的多脉冲控制方法,解决了工程实践中连续推力悬停轨道控制技术对航天器控制推进系统要求较高的难题。给出了两航天器在圆、椭圆和双曲线等圆锥曲线参考轨道上相对运动的状态转移矩阵描述。在此基础上,定性分析了椭圆参考轨道偏心率对悬停精度的影响,推导了航天器多脉冲悬停速度脉冲控制量的计算方法。数值仿真算例显示,该方法可有效实现一定悬停精度要求下的空间相对悬停控制,且随着一个轨道周期内脉冲数的增加,相对悬停的效果得到提升。