大雨对飞机降落影响效应仿真研究与定量分析

为全面、定量分析大雨对飞机降落阶段的严重影响,选取波音737-300作为典型代表,首先对于降落阶段大雨造成的飞机性能损失进行了量级评估。然后重点针对降雨所导致的粗糙表面因素,利用CFD仿真方法和改进的湍流壁面函数,对于不同降雨强度下的波音737-300中段翼型气动性能进行了仿真模拟,给出了升阻力系数、失速攻角等定量结果,并与实验结果进行了对比。结果表明：大雨所导致的粗糙机翼表面将引起严重的气动性能损失。在降落阶段,对于波音737-300中段翼型而言,短时500毫米/小时降雨条件下,最大升力系数减少约28%,阻力系数平均增加达98.1%,失速攻角减小约5度。

Abstract：

Heavy rain might influence aerodynamic performance of an aircraft seriously, especially when it is landing. It requires an intensive investigation and quantitative analysis. Choosing Boeing 737-300 as the representative of aircraft, magnitude calculation for the penalty associated with severe rainfall was firstly made. Then the roughness factor was studied in detail using evolutional turbulence boundary function and CFD simulation tools. The aerodynamic character of Boeing 737-300 midspan airfoil was simulated under different rainfall environment. The quantitative results of lift-drag coefficients and stall angle were proposed and compared with experiment data. The results indicate that, the roughness surface caused by rainfall is most likely to cause significant aerodynamic penalties. For Boeing 737-300 midspan airfoil, when it is landing under severe rainfall of 500mm/hour over 30s periods, it could lead to the loss of maximum lift coefficient by about 28%, the decrease of stall angle by 5 and the increase of drag coefficient by 98.1%.     

风场扰动对无人机控制/导航影响效应仿真

为了全面、定量分析风场扰动对无人机控制/导航系统的严重影响,选取某型探测/侦察无人机作为典型代表,首先利用近60余年NCEP再分析资料,针对我国及周边地域,进行了低空风场建模（包括平均风速和湍动分量）和仿真再现;在此基础上,在Matlab/Simulink仿真环境中,构建了该无人机虚拟样机,包括动力学、控制、惯性/GPS导航等关键子系统,反映了其基本飞行品质和控制响应;最后,分别在理想和风场扰动条件下,进行了该无人机典型巡航/侦察任务的飞行仿真,得到了飞行航迹/姿态、控制响应等关键参数,通过对比分析,全面、定量评估了风场扰动对惯性/GPS导航系统的影响效应。结果表明：风场扰动对于无人机惯性导航系统具有较大的影响,所产生的积累误差随时间增加逐步增大,相比而言,基于GPS的控制/导航系统具有较好的适应性和鲁棒性。     

大气环境仿真建模方法研究

大气环境仿真模型是大气环境仿真试验及大气环境仿真系统建设的基础和前题,是综合自然环境仿真的重要组成部分。阐述了大气环境仿真模型的三种设计方法,即理想化模型、统计特征模型和数值模型,并着重以统计特征模型为例,提出了统计建模的具体步骤和方法,最后指出了大气环境仿真模型的关键技术及其发展中应注意的问题。     

通电导线相互作用的磁场力的本质

通过比较两通电导线间的相互作用与空间带电粒子流间的相互作用的差别，定性及定量地讨论了磁场力是由电荷运动引起的相对论效应决定的一种不平衡静电力，并指出毕奥－－萨伐尔定律对空间运动电荷形成的电流并不适应。     

基于Flightgear模拟器的实时可视化飞行仿真系统

针对国外某型无人飞行器,建立了非线性六自由度飞行模型和自主导航控制系统,在此基础上,利用Flightgear飞行模拟器外部数据输入/输出接口,将飞行仿真数据通过网络实时传递,驱动Flightgear可视化引擎,实现飞行仿真中,飞行姿态、天气条件和地理环境的三维实时可视化显示。仿真试验表明,该可视化飞行仿真系统可扩展性强,开发周期短,系统建设简单,使用方便,为今后的深入研究打下了良好基础。     

毕奥-萨伐尔定律的推导

应用相对论的洛仑兹变换,从静电场的库仑定律导出磁场的毕奥-萨伐尔定律,从而说明磁场力是电场力的相对论效应。     

靶区大气环境对再入体落点精度影响仿真研究

利用美国Cape Canaveral靶场近十年气象观测统计资料,建立靶区大气环境逐月蒙特卡洛样本集,在其基础上,利用Matlab/Simulink/RTW仿真工具,针对欧洲EXPERT/REV再入体,建立非线性六自由度飞行仿真模型,并对其落点参数进行了逐月蒙特卡洛仿真研究.统计结果表明,对于弹道式再入体,Cape Canaveral靶区大气静态参数变化和风场扰动所导致的落点散布随季节有较大变化,其中风场扰动的影响起主要作用.     

基于HLA的大气环境仿真联邦开发与应用

近年来,作为大气环境的公共代表,大气环境联邦已成为分布式虚拟仿真系统中必不可少的部分之一。基于HLA体系架构,首先从应用和技术角度对大气环境联邦进行了功能设计和需求分析,然后针对仿真想定生成、大气环境建模、大气环境数据存取与可视化等关键技术问题进行了深入研究,并给出了可行的技术解决方案。最后,开发完成了大气环境联邦原型系统,并给出了两个典型应用实例。仿真应用结果表明:所提出的关键技术解决方案切实可行,初步构建的大气环境联邦可靠、高效,为未来大气环境联邦的工程实现打下了良好的基础。     

水辅助注塑的GA-LMBP逆向神经网络建模与预测

水辅助注塑是一种新的塑料注塑技术,由于其过程的复杂性,难以采用数学方法建立其过程的数学模型.因此,文中提出一种遗传算法(GA)与LMBP神经网络算法相结合的逆向神经网络(简称GA-LMBP),采用一系列的实验结果,建立水辅助注塑的过程模型.交叉验证表明,该模型的预测值与实验值较吻合.输入水辅助注塑制品上不同位置的壁厚,该模型可快速而准确地预测相应的加工参数,包括熔体注射量、注水压力、注水延迟时间和熔体温度.