【摘 要】
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掌握弹箭的滚转姿态信息是飞行制导的必要条件,利用地磁场矢量辅助测量弹体姿态是目前常用的一种方案,其中校准磁强计是准确测量姿态前非常重要的一步;提出了一种基于能量评估的无迹卡尔曼滤波算法(PUKF)校准磁强计并测量姿态;方案利用磁强计敏感轴测量轴矢量方向上的地磁场分量,在时域空间内对测量的数据进行参数评估,快速获取磁强计的初始校准参数,创新地将磁强计初始校准参数与姿态二阶拟合参数共同作为无迹卡尔曼滤波的状态量,在初步测量姿态的同时持续精确校准磁强计,确认校准参数收敛后,对现有无迹卡尔曼滤波算法进行重构,精准
【机 构】
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中北大学,太原 030051;淮海工业集团,山西长治 046000;淮海工业集团,山西长治 046000;中国兵器工业第五九研究所,重庆 400039;中北大学,太原 030051
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掌握弹箭的滚转姿态信息是飞行制导的必要条件,利用地磁场矢量辅助测量弹体姿态是目前常用的一种方案,其中校准磁强计是准确测量姿态前非常重要的一步;提出了一种基于能量评估的无迹卡尔曼滤波算法(PUKF)校准磁强计并测量姿态;方案利用磁强计敏感轴测量轴矢量方向上的地磁场分量,在时域空间内对测量的数据进行参数评估,快速获取磁强计的初始校准参数,创新地将磁强计初始校准参数与姿态二阶拟合参数共同作为无迹卡尔曼滤波的状态量,在初步测量姿态的同时持续精确校准磁强计,确认校准参数收敛后,对现有无迹卡尔曼滤波算法进行重构,精准测量弹体姿态;通过数值仿真结果表明:所提出的PUKF算法在收敛特性和求解速度上优于传统的校准测量方法.
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通过联合比例边界有限元法(SBFEM)和光滑粒子法(SPH),提出了一种基于SPH框架下新的无反射边界一SBFE虚粒子边界,该SBFE虚粒子边界能够准确的模拟边界波的透射过程,能够以较小计算域模拟无穷域的特征,从而显著地提高SPH算法模拟无穷域流体的计算效率.最后;将SBFE虚粒子边界应用于无穷水域的结构入水数值模拟,验证了 SBFE虚粒子边界模拟无穷域流体的准确性.
前掠机翼相对于后掠机翼具有增升减阻、延迟失速和提高飞机的机动性能等优势,但其表面特殊的压力分布导致的气动弹性发散问题一直是制约其发展和应用的瓶颈难题.以前掠翼气动弹性发散的有效主动抑制问题为背景,结合气动与结构优化设计和流动控制理论,研究多控制面联合偏转时机翼表面的流动形态和载荷分布,揭示其对前掠翼气动弹性的作用机理和影响规律,探索多控制面联合偏转对前掠翼气弹发散主动抑制的可行性.针对前期研究单组控制面偏转对前掠翼的弯扭变形抑制效果不佳等问题,以较小的气动弹性变形为约束条件,以获得较好的气动性能收益为目的
为更好地探测识别舰船的轴频信号特征,基于水平时谐电偶极子对舰船轴频磁场在海水中和空气中产生的磁场进行了建模.分析了水平时谐电偶极子在空气中和海水中的矢量磁位,根据麦克斯韦方程组得到了水平时谐电偶极子的磁场分布,分析了不同水深和空中不同高度下磁场的分布特性.由仿真分析可以看出,不同深度的水平电偶极子在海水中,By磁场分量较其他分量变化小,在空气中不同高度上,Bz磁场分量较其他分量变化小,将来可以作为轴频目标检测分析的重点.此外通过南海试验,得到实测数据与模型分析数据特征基本吻合,验证了轴频磁场模型的可行性.
为研究双向曲率药型罩受力以及同步起爆误差对形成EFP的影响,利用LS-DYNA有限元软件模拟爆轰波碰撞及两点误差起爆过程,计算爆轰波正规斜反射下产生稳定的超压作用,求解药型罩表面的压力分布区域以及两点起爆误差对EFP尾翼成型及侧向速度的影响规律.结果表明,通过设定单元装药结构尺寸可控制爆轰波碰撞发生在正规斜反射区域,所建立的几何计算模型与数值仿真结果较吻合;控制两点起爆误差在0.5 μs内,可保证EFP四翼具有良好的十字形中心位置,而EFP的侧向偏移速度对两点同步起爆产生的误差更为敏感,尽量保证两点延迟时
为了理解侵彻弹体尾部联结螺钉失效的影响因素,对弹体侵彻混凝土过程中后盖脱落的试验现象进行了研究.分析了弹体后盖联结螺钉的失效模式,建立了弹体后盖联结螺钉的数值模型,验证了数值模型的有效性;研究了着靶条件、螺钉强度、初始预紧力,对弹体后盖螺钉联结部位螺钉失效行为的影响.结果表明:正侵彻着靶条件螺钉最不易失效破坏,5°攻角着靶条件对螺钉失效的影响程度稍大于25°攻角着靶条件;螺钉初始失效时刻从4.5 ms延后至6.5 ms,且每提高强度200 MPa,初始失效时刻延后1 ms左右,变化规律接近线性;螺钉初始失
针对当前军事对抗训练手段不足、训练组织复杂、实施成本较高等问题,提出了将增强现实技术应用到实装对抗训练中的构想.基于增强现实软硬件技术,设计在坦克实装环境中搭建视景系统,包括视景硬件系统及软件系统;坦克3类操作人员,包括驾驶员、射击手及指挥长,可在坦克实装操作环境中不同位置创新性地实时观察到对应视角的虚拟对手,并可与虚拟对手进行实时交互,从而从视景角度有效支撑在坦克实装中开展实虚对抗训练.另从AR技术中虚拟对象实景遮挡、虚拟对象空间定位、虚拟对象与实景地形匹配及实装坦克中硬件环境构设等方面梳理了需深化研究
为研究横流扰动下的超空泡鱼雷空泡形态及水动力特性,基于有限体积法和VOF模型,结合重叠网格技术,建立了经过实际检验的三维鱼雷超空泡数值计算模型,分析超空泡鱼雷航行过程中受到横流扰动后的空泡形态及水动力变化规律,研究不同横流扰动速度下的鱼雷超空泡流场变化,分析横流速度对超空泡的形态及鱼雷航行阻力影响.研究结果表明:横流扰动使得鱼雷超空泡对称性消失,尾部流动分离严重,超空泡不再完全包裹鱼雷表面,鱼雷表面出现沾湿面积.鱼雷航行速度一定时,横流扰动速度越大,超空泡变形越严重,甚至发生脱落,鱼雷航行阻力增量也越大;
钢混结构靶标侵彻的有限元计算在降低试验成本、规避实弹射击试验风险方面发挥了重要作用,但是钢混结构有限元仿真建模复杂,构建周期长,科研人员重复劳动强度大,建立钢混结构靶标数字化快速建模方法有助于提高科研效率.在对常用侵彻靶标进行分类,逐类提炼细化靶标数字化表征参量的基础上,构建了数字化模型库,设计了专用数字化建模平台并进行了性能验证.结果表明,典型靶标模型重复构建时间缩短80％以上,模型仿真精度高于75％.
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