基于改进正交设计法的电磁轨道炮仿真试验研究

为了分析多种因素共同作用时对电磁轨道炮性能的影响,提出了一种改进的正交试验设计方法。通过将先验知识引入正交表的构造过程,大大减小了正交表的维数,节省了试验费用和时间。运用改进的正交表,以炮口动能、出口速度和残余电流为指标对电磁轨道炮进行仿真试验,分析了放电时序、轨道长度及组件质量等10个因素共同作用对指标的影响。分析结果表明组件质量、轨道长度对指标的影响很大,放电时序总体影响较小,并且处于中间的放电时序影响最小。     

不同车载天线电磁特性的仿真研究

研究不同天线的电磁特性对于选择合适的车用天线以及对于车载天线的电磁兼容性研究都是十分重要的.依据实际车型建立了逼真的汽车模型,利用有限积分法(FIT)对三种不同车载天线的增益方向图及其在车内的电磁场分布情况进行了仿真研究,并分析了改变天线增益曲线的方法.这些工作可为车载天线的电磁兼容性研究及车载天线的设计提供一定的参考.     

电磁环境仿真与可视化研究综述

电磁环境仿真与可视化研究在民用通信及电子战领域的应用不断发展.在介绍了电磁环境基本概念和分类的基础上,较为系统的阐述了电磁环境建模与仿真的理论方法与技术.分析了国内外电磁环境仿真与可视化的研究现状,包括仿真系统框架设计、复杂环境下电磁仿真的现状、并行计算在电磁仿真中的应用、电磁环境仿真相关软件以及电磁环境可视化研究情况等五个方面.最后对未来的研究方向进行了展望.     

车载天线电磁特性及耦合度的仿真研究

天线是现代汽车上经常使用的设备之一,研究天线电磁特性受车体影响的情况和不同类型天线间的干扰情况是十分重要的.建立了逼真的汽车模型,利用CST微波工作室对模型上不同位置的鞭天线电磁特性及鞭天线与PIFA天线间的耦合度进行了仿真研究,最终通过仿真结果得出最佳的天线安装位置及天线间的耦合情况.分析过程和所得到的结果可作为汽车电磁兼容研究及车载天线设计的手段和依据.     

轨道动力学可视化仿真研究

研究了在机车车辆一轨道耦合动力学视景仿真系统中，轨道系统动态行为仿真的逼真性和实时性问题，提出了一种能准确模拟轨道系统振动行为的有限长轨道单元法，考虑到钢轨以梁的形式参与振动的实质，通过实时建立具有一定垂向、横向和扭转振动形态的钢轨模型来模拟钢轨的振动行为。仿真结果表明，在保证优良的实时性的同时，利用该方法不仅可以建立更加符合实际的轨道模型，而且还能真实地模拟轨道子系统各组成部件的各种特殊振动行为。     

机枪系统建模与动态特性仿真研究

介绍了实体有限元模型建立的一般过程，以某型机枪为例建立了其发射状态下人-抢-土壤耦合系统有限元模型，分析了其固有特性，并求解其在连发状态下的动力响应，所得结论与实验结果相吻合，验证了有限元模型的正确性。同时，通过模态分析，找出了对武器射击精度影响比较大的结构单元，为结构动力修改、提高武器射击精度奠定了理论基础。     

纳卫星轨道热环境仿真分析

轨道热环境分析对于纳卫星热控系统的设计与仿真研究具有重要意义。针对进行纳卫星轨道热环境分析的关键问题,通过详细的数学分析,建立起计算简单、便于应用的纳卫星本体质心坐标系内的太阳向量、地球向量的仿真计算模型,以及外热流分析所必需的其它时变空间几何参数的计算方法,满足了纳卫星热控系统的在轨仿真计算中快速、简便的进行太阳辐照、地球辐照、地球反照等外热流计算的客观需要,进而应用上述模型和方法对一椭圆轨道近地空间探测纳米卫星的轨道热环境进行了仿真计算,并对其结果进行了详细的分析与讨论。     

缝隙结构电磁屏蔽特性数值仿真建模方法研究

以存在缝隙的机箱为例,对基于电磁场有限元法的缝隙仿真建模方法进行研究.阐述了缝隙电磁特性的有限元计算原理,并对单元形状引起误差的原因进行了理论分析;通过对网格划分方法研究,分析了缝隙建模中质量较差单元对求解精度的影响规律,获得了网格数量和求解精度、计算时间、计算规模之间的关系;引入转移阻抗概念,提出了基于转移阻抗的缝隙等效建模法.理论分析和仿真结果表明,该方法可在保证精度条件下大幅减少网格数量,有效缓解网格数量和计算时间、计算规模之间的矛盾.对于工程应用具有重要的指导意义.     

直升机舰载起降环境的气动特性仿真

直升机在非航空型舰船飞行甲板起降时，甲板区域复杂的气流流动严重的影响飞行安全，本文首先介绍了直升机舰载起降区域的气流流动特点及其对飞行的影响，然后以纳维一斯托克斯方程为基础，利用有限元法对甲板区域的气流流动进行了仿真计算，并将仿真结果与实验结果做了对比，分析了直升机在该甲板区域内的飞行特点，指出应重视流场对飞行安全的影响。     

无人机蜂群电磁作战概念仿真

首先,提出了基于四环聚焦的无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)蜂群电磁作战概念设计框架,并以彻底毁瘫防空体系为作战目标,设计“蜂刺”作战概念及“雷电蜂”作战行动。然后,面向体系对抗仿真的需求,提出了UAV蜂群电磁作战行动实体蜂群行为网络化交互(enity swarm behavior networked-interaction, ESBNI)建模框架,并研究了基于分层描述的UAV蜂群力量实体建模方法,以及基于行为规则的UAV蜂群电磁行为建模方法。再次,依托UAV蜂群电磁作战仿真原型(electromagnetic swarm operation simulation, ESS)系统,开展了“雷电蜂”作战行动的演示。最后,通过多案比对探索性仿真的方法,评估了联合作战背景下的UAV蜂群电磁作战效能,并验证了该作战概念的合理性、有效性。     

复合材料火箭定向器有限元法数值仿真

以某复合材料火箭定向器为对象,分别建立了3mm,3.5mm,4mm三种壁厚的定向器和火箭的有限元模型进行分析,计算了火箭在定向器内运行的全过程,得到了复合材料定向器的一些有价值的计算数据曲线。数值计算结果与实际数据对比显示,最大偏差不到14%,证明仿真结果是可信的,综合比较,4mm壁厚的定向器是最佳选择。研究表明,用复合材料制成的火箭定向器完全能够满足工程需要。     

驱动胶囊内窥镜的外磁场的2D仿真及实验研究

提出了一种用于胶囊内窥镜驱动的外部磁场线圈，对它进行了二维磁场分析，用有限元方法对不同电流和永磁体直径下的磁场转矩进行了仿真，并搭建了相应的实验模型，在实验中取得较好的效果，为设计更加复杂的驱动无线内窥镜的外部磁场线圈提供了基础。     

Simulation research on scattering characteristics by complex targets

A simulation approach based on a full-wave numerical method is presented to study electromagnetic characteristics by complex targets. How to validate simulation results is considered thoroughly under no analytical and measured data, where a double-check criterion is designed for our simulation approach. As an example, the scattering of F-117A is studied by using our simulation approach under all polarizations, different frequency bands, incident and scattering directions, etc., some of which, such as cross-polarization, bistatic RCS, have not been considered in the previous literature.     

基于有限元分析的高速切削温度场建模与仿真

为了研究高速切削加工过程中的温度场分布情况,根据金属切削平面应变原理及温度场的有限元理论,通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦等关键物理环节建模,建立了正交切削有限元模型.采用伴随刀具行程移动的网格窗口描述切削区的局部大变形,使用摩擦窗口表述刀/屑间的摩擦关系,设定合适的热边界条件和形变边界条件对高速切削AISI-1045钢的温度场进行数值模拟.研究表明,最高温度集中在刀/屑接触面上刀尖附近的局部区域;刀具最高温度点位于前刀面上距刀尖不远处;工件内部温度几乎不变,仅表面的薄层发生温度变化;切削速度对切削温度影响很大,高速时温升变缓;切削厚度对切削温度影响较小.     

中低速磁浮列车导向工况下电磁力特性仿真

中低速磁浮列车通过U型电磁铁铁芯和F型轨道磁极相互错位产生横向电磁拉力,来迫使列车导向,其导向电磁力大小对列车运行安全有直接影响。针对中低速磁浮列车用混合悬浮电磁铁存在横向偏移和纵向偏转两种典型导向工况,建立三维数值模型,并进行仿真计算表明:在同样间隙和线圈电流下,电磁铁横向偏移越大,或纵向偏转角越大,所产生的悬浮力越小,而导向力越大;且导向力比悬浮力呈更大的变化趋势。在最大允许机械偏移情况下,混合电磁铁较传统纯电励磁形式的悬浮电磁铁的导向能力略有降低。     

基于小波有限元方法的复印纸张温度场仿真研究

复印机定影过程的温度场仿真研究对提高定影效果具有重要意义。由于定影过程温度场变化梯度大，用传统有限元分析时存在着明显的数值振荡，引起数值失真。本文利用Daubechies小波尺度函数，构造了适用于热传导问题分析的小波单元，对复印纸张复印过程的温度场变化进行了仿真研究，并与传统的有限元方法进行了比较，显示了小波单元对于大梯度问题分析的优越性，为了提高复印机的定影效果和改善复印机的性能研究提供了新方法。     

有限元边界积分结合撕裂对接法分析电磁散射

有限元边界积分方法采用有限元法分析物体内部复杂材料,采用矩量法分析物体开域表面,充分结合了两种方法的优点。然而单机求解电大尺寸问题面临着运算速度不高和内存容量不足的问题,因此发展有效的并行技术亟不可待。利用区域分解法固有的并行性,将有限元撕裂对接法引入到有限元边界积分方法中,解决了硬件资源不足的问题,提高了求解问题的效率。该方法在处理内部未知量大和内部材料复杂的电大尺寸问题方面具有较大优势。给出的数值算例充分证明了该方法的可行性和有效性。     

交流接触器E型电磁铁分磁环的仿真设计

采用非线性瞬态磁路方法建立E型电磁铁分磁环的磁路数学模型，结合电磁场分析和可视化技术对交流接触器的工作特性进行了仿真计算，通过实验验证计算的正确性。结果表明，利用该仿真软件可以方便地对交流电磁系统的分磁环进行设计，大幅度提高交流电器产品的设计效率。     

基于模式/区域分解的无人机集群电磁特性快速分析

无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)集群在军事和民用领域的应用越来越广泛, 针对UAV集群目标电磁散射特性的获取和分析对生成对抗策略及反UAV有着重要的研究价值。目前, UAV集群动态测量数据获取难度较大、成本高; 而对于仿真数据, 传统计算电磁方法建模精度和效率较低, 有效的特性数据不足。因此, 提出了一种基于模式/区域分解的UAV集群目标电磁仿真方法, 该方法在矩量法的基础上, 引入特征模分解和区域分解技术, 前者极大地降低了计算未知量, 后者有效地解决了建模精度问题, 为UAV集群目标特性数据的生成提供了创新技术支撑。     

玻璃钢定向器热弹性能数值仿真与分析

玻璃钢定向器在火箭弹和高温燃气流作用下,呈现出热弹耦合的复杂力学特性。采用有限元法对某型号玻璃钢定向器进行燃气流场和热弹耦合数值仿真与分析,掌握了燃气流场的分布及对定向器的影响情况,得到了玻璃钢定向器热-结构耦合的各数值结果和热弹特性,了解了物理特性参数变化对定向器热弹性能参数的影响规律。结果表明燃气流对定向器热作用非常强,定向器经热传导从内到外温度呈梯度分布,经5分钟后,管体温度逐渐和周围空气介质温度趋于一致,物理特性参数变化对定向器热弹性能参数值产生一定的影响。本仿真研究为玻璃钢定向器的热性能设计和结构设计提供了理论依据和重要参考。