定向穿越导向孔钻柱系统非线性屈曲仿真分析

钻柱在导向孔内的非线性屈曲关系着定向穿越整个工程的成败.基于三维曲井钻柱非线性屈曲平衡方程,考虑孔壁径向约束与摩擦,建立了定向穿越钻柱-孔壁系统仿真分析模型.在将该模型的仿真结果与Tulsa大学相关实验结论进行对比验证的基础上,以渭河定向穿越工程导向孔钻进为例,对整个钻柱系统的非线性屈曲行为进行了仿算分析.结果表明,无论正弦屈曲或螺旋屈曲,扭矩负载对其影响很小；两者的产生过程差异较大,如当钻柱应力水平保持在疲劳强度以下时,则仅会出现正弦屈曲；相对于水平段和斜直段,弯曲段钻柱的非线性屈曲更严重.该结论为定向穿越导向孔钻进施工参数的优选提供指导.     

舰载直升机机舰配合过程仿真建模技术研究

基于用FLIGHTAB开发环境建立了直升机和舰艇之间的机舰配合系统仿真模型.按照相关要求开发了海面风场、甲板流场和舰船运动学系统仿真模型,编制了相关计算软件包,进行了机舰配合过程系统仿真的初步研究,并为舰载直升机训练模拟器配套了系统仿真软件.数学模型中包含直升机飞行动力学仿真模型、局部非定常舰面效应仿真模型、甲板流场仿真模型、海面紊流模型、舰船运动学数学仿真模型以及海面风场仿真模型,各模型定义在统一仿真空间内,实现了模型之间的时空无缝交联.基于上述仿真模型,开展了机舰动态配合仿真计算、舰面起降过程和包线分析计算,包括静态着舰过程及舰上操作仿真计算、机舰运动配合着舰等动态分析科目.该软件包已在舰载直升机综合任务训练模拟器上得到推广应用.     

离合器接合过程的参考模型自适应控制

自动离合器的接合过程存在冲击度大和摩擦片磨损严重的问题.为了改善冲击和滑摩,提出参考模型自适应控制(MRAC)思路,基于波波夫超稳定理论求解,动态控制滑摩扭矩,使得滑摩过程的动力学状态尽快逼近同步模型的动力学状态.在SimulationX环境中建立仿真模型,仿真结果表明,MRAC控制既减少滑摩功,又消除同步点冲击,明显提高接合品质,是一种不牺牲滑摩功却能改善平顺性的新方法.     

铁道车辆动力学云平台架构设计及原型验证

现阶段铁道车辆动力学领域的基础仿真软件多为单机模式,基于单机模式开发追赶国外先进仿真软件短时间难以达到,鉴于此,提出一套基于云平台的自主可控的车辆系统动力学软件架构。依据车辆系统动力学理论,依托云服务,搭建拥有自动化流程建模、云计算、后处理分析等功能的平台。在此基础上建立拖车仿真模型,并与SIMPACK仿真计算结果进行对比研究车辆动力学性能,验证平台的可用性和可靠性。平台的实现在一定程度上可以替代常用的铁道车辆动力学软件,可为同类型软件的开发提供参考。     

装载工况对铁路货车倾覆的影响研究

在重车静力分析的基础上,推导出货车装载工况参数与倾覆系数之间的静力关系式。基于车辆系统动力学,利用SIMPACK动力学仿真软件,建立了重车的车辆动力学仿真模型。以C64k敞车为例,在特定装载工况和运行工况下,分别基于静力模型与仿真模型,计算出倾覆系数的大小,并总结了货车装载工况参数与倾覆系数的变化关系。结果表明:静力学和仿真模型计算得出的货车装载工况对车辆倾覆安全的影响趋势基本一致,倾覆系数大小与重车重心高、货物重心横向偏移量及货物重心纵向偏移量成正相关;在相同的装载工况与运行工况下,静力学模型计算结果偏大,SIMPACK仿真模型结果更接近实际。     

基于软件协作的多级液压缸起竖系统建模与仿真研究

提出了基于软件协作技术的多级液压缸起竖系统的建模与仿真方法。运用ADAMS软件建立了考虑碰撞的起竖系统多刚体动力学可视化虚拟样机模型,探讨了基于Simulink的多级液压缸仿真模型的建立方法,给出了起竖液压系统的AMESim仿真模型,分析了机械、液压系统的参数关联关系,讨论了基于接口的多领域软件协作仿真方法,实现了多级液压缸起竖的全过程仿真,为多级液压缸系统的仿真研究提供一个新的可靠的技术途径。     

基于发射随机动力学的多管火箭虚拟样机

随机激励是影响多管火箭射弹散布的主要因素,采用传统虚拟样机建模方法只能进行确定性仿真,无法通过随机性仿真研究其随机激励。依据多管火箭发射随机动力学的理论分析,运用虚拟样机软件的二次开发功能,建立了多管火箭发射系统随机仿真模型。通过仿真实例与实炮测试结果对比,验证了所建模型的准确性和有效性,表明该方法对随机系统动力学具有一定的工程研究价值。     

货台空投系统的三维动画仿真

提出了基于DirectX的货台空投系统三维动画仿真软件的设计思想和实现方法,将空投系统仿真与计算机三维动画实现技术相结合,设计开发了多级多伞货台空投系统的三维动画仿真软件。具备数据管理与分析、系统动力学计算、降落伞动力学计算、关键计算参数的实时查询、空投过程三维动画演示、货台出机安全性分析等功能。应用本软件对实际空投过程进行了仿真,精度和效果均与试验录像基本吻合。还可以用于各种其他类型的货台空投系统以及伞兵或运动员跳伞训练系统的仿真和设计分析。     

大型装置起竖系统协同仿真研究

以液压驱动的大型装置起竖系统为研究对象，选择Pro／E、ADAMS、AMESim和MATLAB／Simulink作为软件环境，探讨了蔓杂机电灌一体化系统建模与协同仿真的实现策略。利用Pro／E和ADAMS软件建立起竖机械系统多体动力学模型，利用AMESim软件建立起竖液压系统的模型，利用Simulink建立控制系统的模型，并以MATLAB／Simulink为主仿真环境，通过软件接口将多锥动力学模型和液压系统模型集成到MATLAB／Simuilnk中，并利用参数关联构建系境完整的仿真模型，赛现了机械，液压、控制系境仿真模型的有机集成。研究结果对复杂机电液一体化系统的协同仿真与优化设计具有一定的指导意义。     

网构软件信任机制的系统动力学模型研究

结合人际信任关系建立的基本原理,采用定性分析与定量分析相结合的方法,提出了网构软件信任机制的系统动力学模型,并基于系统动力学思想分析了影响网构软件信任水平的相关因素,建立了知识积累与信任评估的动力学方程。Vensim PLE仿真实验表明,网构软件信任系统动力学模型的建立有利于网络信任环境的分析,为系统仿真提供了有价值的新思路。     

基于瞬态动力学分析的抽油杆柱动态特性研究

抽油杆柱在工作过程中变形状态的准确描述是解决杆管偏磨的关键,根据抽油杆柱动力失稳的力学理论,结合接触非线性理论和有限元理论,建立了往复抽油杆柱的动力学模型,采用空间梁单元和接触单元建立抽油杆柱的有限元格式,将Newton-Raphson法和Newmark法相结合进行求解.通过仿真计算,再现了抽油杆柱在工作过程中的变形状态以及与油管的接触状态,据此优化抽汲参数以及安装扶正器,保证抽油杆柱的正常工作,延长检泵周期.     

井筒内旋转抽油杆柱动力学仿真

井筒内细长抽油杆柱是石油工程中特有结构，考虑旋转抽油杆柱可能在任意井深和井眼圆周方向上与井筒产生的碰撞接触，建立了旋转抽油杆柱动力学模型，并采用动力间隙元和空间梁单元、Newmark法进行仿真。经B3—4-P31等井的应用表明：通过仿真设计的抽油杆柱和扶正器安放位置，能够在井下安全可靠工作，避免了抽油杆柱发生脱断、偏磨事故。该方法已在大庆油田得到应用，也可以在其它油田推广应用。     

基于动态位置约束的布料变形方法

在服装动画中,基于物理的方法通常可以产生较好的动画效果。但对于特定区域,如紧贴人体的服装区域等,使用物理方法驱动其变形时,通常需要增大服装与人体面之间的摩擦力,以保证二者相对正确的位置关系。而过大的作用力会引入数值计算问题,从而降低系统稳定性。针对此问题,提出一种动态位置约束的布料变形方法。首先建立服装顶点与人体皮肤面之间的映射关系;其次,基于人体皮肤变形前与变形后的数据求解出仿射变换,并将仿射变换应用到变形前的服装数据上,以求得服装相对人体面的正确位置及运动;最后,通过实验验证了方法的有效性。方法不仅可以对服装指定区域实施持续不变的位置约束,也可以在动画过程中对服装整体或局部动态施加或者解除约束,与物理方法结合使用,能够保持动画系统的动力学特性。     

软件可靠性关键参数判定的矩估计方法

已有的基于结构的软件可靠性研究中大多假设建模参数为已知常量,导致模型忽略了参数估计的统计特征对于系统可靠性的影响.针对该问题,提出一种基于矩估计的软件可靠性关键参数判定方法,该方法通过分析基于结构软件可靠性模型的特点,建立各建模参数的矩估计量与系统可靠性预测结果之间的关系,量化各参数对于系统可靠性的影响,判定关键参数.为系统可靠性控制、系统结构优化及软件测试资源最优化分配等问题的解决提供了理论支持,通过对两个实际软件系统的分析验证了方法的有效性.     

坦克炮控系统矢量调制型直接转矩控制研究

介绍了坦克炮控系统中对交流电机的一种新型控制策略,并在基本型直接转矩控制方法上进行了改进设计.完成了基于空间电压矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制的仿真研究,结果表明新型直接转矩控制技术对坦克火炮具有优良的控制性能.     

THE COMPLEXITY OF LIMIT LANGUAGES OF CELLULAR AUTOMATA: AN EXAMPLE

1 IntroductionCellular automata (abbreviated as CA) are typical complex systems that their global behaviors cannot be PrediCted from the Properties of their componellts (i.e. cells or automata)which are identically located on the nodes of a periodic lattice and have the same updatingrules.Historicallys the first cellular automaton was proposed by von Neumann to formalize thereproductivity phenomena in living systems[IJ. Since then cellular automata as mathematicalmodels have been used to si…     

电传动履带车辆驱动系统建模与转向特性研究

为准确分析某电传动履带车辆转向特性，运用现代设计理论与方法—协同仿真与虚拟样机技术，借助动力学分析软件RecurDyn／Track—HM和控制系统分析软件Matlab／Simulink仿真平台，建立了整车行动部分三维多体动力学模型和控制系统模型。以不同车速υ、不同转向半径R下的转向特性为例，对其进行了理论分析与协同仿真分析，并通过与理论计算和试验结果对比验证了模型的正确性。该方法对深入了解整车的转向特性以及试验调试策略具有重要指导意义，可进一步缩短研制周期，降低研究成本，同时为履带车辆电驱动系统动态特性的深入研究提供了一条新的思路。     

分布式多传感器系统航迹关联算法研究

针对三局部节点的航迹关联算法，提出基于关联检验与最优分配相结合的新算法。该方法利用各局部节点关于目标的状态估计确定关联检验的门限，避免了一些来自不同航迹关联对的关联代价的计算，减轻了系统的计算负担。且由于关联检验过程排除了部分来自不同航迹但代价较低的关联对，减小了系统误差，进而降低了错关联概率。仿真试验表明，该算法省时、有效，是一种具有自适应优化能力的航迹关联算法。     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

基于OpenFOAM的充液航天器刚-液耦合仿真

针对航天器姿态控制系统的设计需要,利用开源软件OpenFOAM搭建用于充液航天器刚-液耦合计算的仿真软件。在动边界问题中,推导出非惯性系下的N-S方程,避免了传统CFD软件中动网格法所带来的大量网格转换计算,提高软件计算效率。采用PIMPLE（pressure implicit with splitting of operators,semi-implicit method for pressure linked equations）算法搭建了晃动力求解模块,采用变步长龙格库塔法搭建了姿态运动模块,实现航天器的基于CFD方法的刚-液耦合仿真。利用该软件对相关算例进行了数值仿真,其结果与基于等效力学模型的刚-液耦合程序以及商业软件的计算结果吻合良好。