空间系统军事应用仿真模型体系设计

空间系统军事应用仿真是对复杂大系统仿真的过程,模型体系是其核心。首先分析空间系统军事应用基本概念和空间系统军事应用仿真的主要内容,说明了空间系统军事应用仿真模型体系设计的原则与标准,对空间系统军事应用仿真模型进行了功能上的分类,设计了空间系统军事应用仿真模型体系结构。设计的体系结构考虑了可扩充性和适应未来一体化联合作战的需求。     

基于双层区域模型的舱室火灾模拟技术研究

为了研究舰船舱室内火灾蔓延特点,采用火灾双层区域模型实现舰船舱室火灾蔓延趋势的模拟.通过建立系统能量、质量守恒和气体状态方程、物体间的对流换热过程等,得出了更为贴近实际的单舱室和相r邻多舱室火灾烟气蔓延的数学物理模型.采用数值方法实现模型的求解,并编制了舱室环境下的火灾模拟仿真程序,实现了某舰船内两相邻舱室内烟气温度和烟气层高度随时间变化的仿真过程,其模拟结果同CFAST软件的模拟结果相吻合,验证了建立模型的有效性.     

基于Agent和元胞的火灾逃生仿真模型应用研究

在分析传统离散元胞模型和Agent-based仿真模型的基础上,针对其不足进行了改进,提出了一种新的仿真模型,并利用该模型对火灾现场的逃生人流进行了仿真,为车站、广场的设计提供决策依据.该模型是对离散元胞模型和Agent-based模型的综合,它在充分考虑逃生人员的个体差异外,给出了人员的移动方向和速度的连续性方程,该方程反映了个人判断能力、移动能力、从众心理、邻域内人员的行为、人员密度、周围的客观环境等因素对其行动的影响,较为真实地反映了火灾中人的逃生行为.论文最后介绍了该模型的实现算法和仿真结果.     

大空间火灾接触式感烟探测仿真分析

为研究接触式感烟探测器在大空间火灾场景中的工作性能,针对点型和空气采样2款探测器产品,分别采用数值风洞实验和ASPIRE2程序模型化环境烟雾到达其各自探测腔的过程;结合某体育馆FDS火灾分析结果,给出了该2款探测器基于遮光率响应阀值的工作性能评测.结果表明:点型探测器对小功率火探测失效;空气采样探测器探测效果受管网布置影响较大,水平管结合下垂管的组合采样方式能有效克服热分层环境影响,对各种火灾情况应对能力强,尤其对小功率火探测优势明显.     

基于群体智能的森林火灾蔓延仿真模型

针对传统森林火灾蔓延模型的计算复杂度高、仿真精度低等缺点,提出一种基于群体智能的森林火灾蔓延仿真模型。在模型中通过建立可燃物因素影响因子矩阵和地貌因素影响因子矩阵,并结合实时检测的气象信息,降低计算复杂度;将森林火灾的蔓延行为抽象为每一个模块火点的集群行为,考虑模块之间的关联性,提高森林火灾蔓延仿真模型精度。将模型与王正非模型和二维元胞自动机模型进行对比实验,结果表明模型具有较高精度,能够更加准确地仿真出森林火灾蔓延趋势。     

交通流双车动力学模型与数值仿真

考虑双前车信息对跟驰车辆的影响,建立了改进的新的微观双车跟车模型。在此基础上,按照交通流研究中采用的微观-宏观参量关联关系,推导出改进的宏观交通流双车动力学模型。通过模型稳定性分析得到了该模型线性稳定的判别条件。数值仿真表明该模型能够模拟交通流的堵塞和疏导等实际交通流现象,以及次邻近前车对交通流波动性存在不可忽视的影响。     

基于FDS的火场空间物理建模器研究

为将FDS（Fire Dynamic Simulator）应用于复杂形体建筑的火灾模拟，建立符合模拟需要的火场模型，使实体边界与计算网格重合，并表达多物理参数影响，提出了以空间剖分模型为基础的物理建模方法，并介绍了相应的算法和所研制的系统。该系统既利用了通用CAD软件的建模优势，具有便捷高效的建模能力，又能满足FDS对实体建模的要求，对于复杂建筑的火灾模拟的研究和应用具有重要的意义。     

垂直升船机初期火灾疏散方案仿真优化研究

为提高垂直升船机初期火灾疏散效率, 通过分析垂直升船机的结构及疏散通道,确定垂直疏散路径;根据承船厢停靠规则,比较计算楼梯疏散时间、电梯疏散时间,确定垂直疏散时间;运用仿真技术,模拟分析不同停靠高程下的疏散时间,以垂直疏散时间最短为目标,求解最优疏散方案。案例结果表明：停靠高程与下游疏散平台之间距离逐渐增大时,楼梯、电梯疏散时间先增大再减小,并且适当减小楼梯使用比例能够有效缩短疏散时间、提高疏散效率。     

空间望远镜分布式协同仿真研究

空间望远镜是一个结构、光学、控制和电子等多学科耦合的复杂系统,为了实现该系统的仿真,提出了一种分布式协同仿真方案。该方案将一个庞大的仿真系统分成若干个学科和子系统,每个学科和子系统部署在一个学科分析工作站上,保持着自己的功能相对独立性,整个仿真系统的运行由仿真管理工作站管理。在此基础上,进行了波前误差校正控制的分布式协同仿真研究,仿真结果一方面表明了控制算法有效,另一方面验证了分布式协同仿真方法的可行性。     

填埋气体运移过程的多场耦合模型及仿真分析

随着大型垃圾填埋场的建立，垃圾所赋存的地质环境(渗流场、应力场和温度场)之间的相互影响作用已不容忽视。基于多孔介质渗流力学-热力学理论，建立了垃圾填埋气体运移过程的多场耦合模型，并给出了模型的有限元格式，并通过编制的程序对温度作用影响下垃圾污染气体压力分布规律进行了数值可视化仿真分析。结果表明：温度对于填埋气体运移有较大的影响，耦合作用不能忽略。这不仅为定量化预测预报垃圾气体在填埋场中的扩散状况以及污染气体的排放和收集、防止二次污染提供了可靠的理论依据，而且对于生态环境的保护和垃圾资源化的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。     

高层建筑垂直应急疏散系统的仿真研究

针对传统高层建筑楼梯应急疏散的弊端，建立了高层建筑垂直应急疏散系统的仿真模型，并进行了仿真实验研究。仿真模型包括楼梯疏散和电梯疏散两个模块，分别以人流在楼梯中的‘步行速度和电梯疏散时间的计算为基础。仿真实验结果可以反映人群的拥挤和电梯行驶等基本现象，并对电梯应急疏散系统的评价和高层建筑应急预案的设计有一定的参考作用。     

基于智能体的大型公共建筑人员火灾疏散模型研究

火灾下的人员安全疏散问题是大型公共建筑安全设计中的重要问题,采用基于智能体的系统仿真技术,构建了大型公共建筑中人员疏散的物理模型和数学模型,通过规则推理与数值演算相结合方法对该模型进行了计算机实现,并将其与火灾模拟进行结合,从而实现火灾发展与人员疏散过程的综舍评价.该系统在北京奥运场馆的人员安全疏散分析中得到运用,取得了良好的效果.     

虚拟海战场中作战对象仿真模型研究

为了解决舰艇传统军事训练和军事仿真的局限性,利用虚拟现实技术对海战场中作战对象进行建模,提出一个通用性的模型框架,并在某舰舰导弹训练模拟器上得到应用,取得较好效果。     

航天发射可视化仿真分析技术与应用研究

航天发射领域开展了大量的数字化设计验证、数字化合练与模拟训练、箭地联合仿真评估等数字化实验工作,都涉及航天发射信息可视化的问题。利用虚拟现实技术、系统仿真技术、数据可视化技术等,按照多线程、多模块架构设计思想,以及消息队列系统交互模式,构建了集数据管理、场景管理、计算管理和脚本管理功能于一体的航天发射可视化仿真分析技术平台,并开展了多星危险性、特种操作测发工艺、整流罩开孔和测试发射流程状态可视化仿真分析应用案例研究。     

空间任务论证平台仿真要素研究

仿真是空间任务设计、论证的重要分析手段之一。由于空间任务类型多样,而仿真系统的构建与空间任务密切相关,为了提高系统的重用性、开放性和扩展性,需要对空间任务仿真系统的体系架构和仿真要素进行深入探究。首先分析仿真系统的体系架构,设计了基于分布式的空间任务仿真平台系统结构;然后针对空间任务的特点,将仿真系统组成要素划分为基础仿真实体和扩展仿真实体,并对每个实体的仿真模型进行深入分析;最后通过"磁层-电离层-热层耦合卫星探测计划"的应用,证明仿真平台的合理性和能力。     

综合火力打击仿真系统的研究和设计

在现代战争理论中,如何对综合火力打击计划方案实现有效评估成为一个重要研究方向。在深入调查和研究的基础上,提出系统需求,然后结合当前仿真趋势和技术,设计了综合火力打击仿真系统的体系结构、逻辑框架和信息流程图,详细分析了综合火力计划中的基于标准体系的评估模型和毁伤模型。对于建设同类仿真系统具有重要的参考意义。     

基于虚拟现实的太空操作仿真技术研究

为了降低现有地面设备在训练航天员操作效果方面与实际太空操作的较大差异性,提出一种新的训练手段-基于虚拟现实的太空操作仿真,分析其意义、研究内容,讨论实现方法,给出虚拟现实实现系统原理和仿真流程图并作简单分析,构建太空操作仿真的原型系统和试验基础平台。最后通过实例验证该系统及其仿真方法的有效性和实用性。