机翼结冰后人-机系统动态特性仿真与风险评估

机翼结冰导致气动特性改变,为了定量分析机翼结冰导致的飞行风险,提出了利用人-机系统数值仿真数据进行概率评估的方法.考虑结冰对临界迎角、升阻特性等的影响,通过建立非线性动力学仿真模型和特殊情况下驾驶员操纵副翼偏转模型,实现了机翼结冰后的人-机系统动态仿真.分析了非指令控制滚转不正常现象,并通过影响因子的概率分布模型,最终实现了飞行风险概率评估.     

飞机机翼载荷校准试验的有限元仿真方法

飞机机翼载荷校准试验是飞机载荷验证试飞的关键工作之一,校准结果的精度及有效性主要取决于试验方案设计的合理性。为了对其开展仿真研究,研究了对机翼载荷校准试验进行有限元仿真的方法,实现了建立有限元仿真模型、设计虚拟应变电桥和施加虚拟校准载荷等关键技术。以此对某机翼载荷校准试验进行了仿真,将仿真结果和试验结果进行了对比,评价和分析了仿真结果。应用结果表明,方法具有令人满意的精度和可行性。     

弹性机翼动力学建模与仿真

针对大展弦比机翼气动弹性问题,进行气动弹性工程化建模和结构动力学分析。应用气动弹性分析理论和方法,对弹性机翼进行有限元建模,动力学特性分析及结构弹性分析,并针对垂直阵风减缓进行讨论。运用CATIA,MSC.adams,MSC.nastran软件,对大型弹性机翼,进行结构模型建立、动力学与运动学协同仿真。仿真结果验证了该方法在工程上是有效的。     

飞机结冰包线保护对开环飞行性能影响与仿真

在所有的飞机失事事故中,由于飞机结冰造成的灾难是很重要的因素之一。为了解决飞机结冰后造成的飞机失速迎角减小以及飞行包线萎缩等安全隐患,通过引入结冰参数等,采用一种简化的飞机结冰模型的方法来仿真。仿真计算各种输入或者扰动下,结冰飞机纵向各项性能响应。通过在线计算结冰失速迎角,建立开环状态下飞机包线保护系统,实时反馈失速迎角告警信息以提醒飞行员操作,从而保证飞机飞行的安全。仿真计算表明,该方法行之有效,而且概念清晰,计算简便,可以在实验条件不足的情况下,为仿真研究提供一种良好的方法。

Abstract：

In-flight icing is one of the most important factors for all of the aircraft accident.A brief method was utilized to simulate the aeroplane iced in order to solve the problem which was caused by ice,such as low stall of angle of attack and flight envelope atrophy.All the longitudinal dynamic of aircraft could be got in different input.Ice aircraft envelope protection could provide the pilot with enough time to avoid icing related accidents by calculating the stall limits of angle of attack online.The result of simulation can show that the system is working effectively,furthermore its method is simple and concept is obvious.It provides a good way for simulation research,especially in the condition of experiment lacking.     

结冰对飞机飞行动力学特性影响的仿真研究

采用一种计算飞机结冰后气动系数和气动导数的工程方法,引入几个结冰参数,建立结冰后飞机飞行动力学模型。根据这些参数计算了飞机结冰后阻力系数以及典型气动导数的变化,并计算了结冰前后飞机的飞行包线;同时对结冰前后飞机的纵向、横侧动稳定性以及升降舵、副翼和方向舵阶跃操纵响应进行仿真计算。这种方法除了简单、物理概念明显、耗费少之外,采取将外界结冰条件与飞机本体分开处理的思路,具有广泛的适应性。结冰参数值随时间变化,可为实时监控结冰影响提供数据。     

飞行结冰后复杂系统动力学仿真与风险评估

综合考虑结冰后气动参数的变化和驾驶员动态特性,建立了结冰后人-机-环复杂系统非线性动力学仿真模型,仿真出结冰后迎角、俯仰角和俯仰角速度的变化趋势。提出了结冰恶化速率因子的概念,以迎角为临界参数,提出了通过冰型、结冰强度来判断失速的方法,提出了综合评估飞机在某一航段结冰后飞行风险的思路和对防冰系统最大允许故障率进行计算的方法,最后给出算例验证了该方法的实用性。     

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%.     

一种验证反坦克导弹系统仿真模型的方法

本文针对复杂的反坦克导弹系统的仿真模型，提出了一种采用现代谱分析法的验证方法。该方法适合于反坦克导弹系统动态过程仿真的输出为短时序、低信噪比的特点，并能定量地给出仿真模型与实际系统一致性的程度。本文用某型号反坦克导弹系统的仿真数据给出了应用上述方法的验证结果。     

一种多处理器系统电路设计综合仿真方法

IC技术发展及其制造工艺的进步大幅提升了处理器的性能,但同时也给多处理器系统电路设计引入了诸如信号完整性、功耗与散热、电磁兼容性（EMC）等问题。针对这一问题,提出了一种电、热、力多学科综合仿真方法;并通过雷达信号处理机的设计实例,详细描述了功耗、信号完整性、热、EMC等仿真环节,为多处理器的系统电路设计与仿真提供了重要参考。实践表明,通过电路设计不同阶段中多种EDA仿真工具的综合运用,该方法可显著改善系统电路性能并提高设计的成功率。

Abstract：

The performance of a processor has been improved greatly with the development of IC technology and manufacturing process, while it introduces many problems on signal integrity, power consumption and heat dissipation, electromagnetic compatibility （EMC）, etc, to the circuit design of multiple-processor system. Aiming at these problems, a synthetic simulation method involving multiple disciplines which include electromagnetics, calorifics and mechanics was proposed. A design example of radar signal processing system was proposed, and the detailed simulating stages including power, signal integrity, thermal, and EMC was described. It provides an important reference to the circuit design and simulation of multiple-processor system. The design example shows that the proposed method can improve the performance of circuit and increase the success rate of design significantly by comprehensively applying various EDA simulation tools during the different stages of the design.     

一种新的交交变频器仿真建模方法

以余弦交截法的触发机理为依据，确定了6脉冲单相交交变频器中各晶闸管触发时刻的准确逻辑关系。在此基础上，编制了基于Simulink S-function的仿真程序，应用该程序对6脉冲单相交交变频器的输出谐波电压进行了仿真分析，分析结果与理论计算结果吻合良好，证明了所建模型的正确性。交交变频器模型的正确性是对交交变频调速系统进行深入分析的必备条件。     

沙风洞两种加沙方式效果的仿真及试验对比分析

针对国内某基地沙风洞全新的加沙方式运用FLUENT中的Discrete Phase Model(DPM)模型进行了计算机仿真,得出了不同喷吹方式下试验段内沙粒的粒径分布和浓度分布,试验结果证实了模拟计算的准确性。仿真结果为加沙方式的定型提供了理论指导,极大地减少了试验的工作量和费用。     

基于FLUENT/MATLAB接口的分布参数系统闭环控制仿真

在工程实际中常遇到的流动、传热和燃烧等问题中,大都为分布参数系统.针对该分布参数模型建模难的问题,结合CFD仿真软件FLUENT和系统仿真软件MATLAB各自的优点,根据WinSock网络通信原理,开发了FLUENT/MATLAB接口,建立了分布参数模型闭环控制快速原型的仿真平台,并且通过算例仿真验证了该方法的可行性与实用性.     

水下机器人动态系统协同建模方法研究

以水下机器人动态系统建模问题为背景,提出了基于MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真机制与动态神经网络的水下机器人动态系统协同建模方法.该方法利用在对水下机器人动态行为进行协同仿真过程中在线训练神经网络的方式完成水下机器人流体动力学建模,并以最终训练完成的神经网络及载体6自由度运动方程仿真模块一起构成水下机器人动态系统模型,具有较强工程应用前景.通过与传统建模方法比较,详细论述了协同建模方法的基本原理及其优点,并重点研究了MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真系统的设计方案和实现方法,最后,从水下机器人6自由度运动方程建模、流体动力学建模以及闭环控制系统建模三个方面研究了实现协同建模的具体方法.     

基于MATLAB/SIMULINK与FLUENT的协同仿真方法研究

以水下机器人的动态行为仿真为背景，针对单一环境下仿真水下机器人动态行为和流体动力学问题存在的局限性，提出了基于MATLAB／Simulink与FLUENT协同仿真的解决方案．首先介绍了MATLAB／Simulink与FLuENT的运行机制，分析了两个仿真环境实现协同仿真的技术可行性并提出了三种可行的接口方式。以此为基础，重点研究了FLUENT中嵌入MATLAB／Simulink与MATLAB／Simulink中嵌入FLUENT两种嵌入式协同仿真方式以及并行协同仿真方式的基本思想和具体实现方法．此协同仿真方法不仅对于研究流体环境中物体运动与流体动力紧密耦合的问题提供了有效手段，也为研究其它与流体紧密耦合的物理现象提供了解决思路。     

航海模拟器中冰区视景的研究

冰区航行在实际航海活动中越来越受到人们的关注。实用性强且具有逼真仿真度的冰区航行模拟器的应用,对船员培训与航运评估等航海科学应用领域都有着很重要的实际意义。将冰区航行模拟器为整体设想框架,以冰区视景仿真为基本研究内容,在理论与具体实现上对冰区中海冰的模型建立与其可视化方法进行了初步的探索和研究。参考了Koch分形曲线的思想,分析和建立了基本的海冰模型,实现了浮冰破碎以及随波漂动效果,并借鉴了Cohen-Sutherland等相关计算机图形学算法,实现了船舶冰区航行时海冰与船间的快速碰撞检测。     

面铣刀铣削表面微观几何形貌仿真

应用计算机仿真可以预测被加工表面微观几何形貌和表面粗糙度,为切削参数及刀具的合理选择提供依据.以面铣刀为研究对象,通过建立了面铣刀加工数学模型,给出了面铣刀铣削表面微观几何形貌仿真算法,并开发了相应的铣削表面形貌仿真系统.基于该仿真系统,研究了面铣刀铣削参数及刀具几何角度对被加工表面微观几何形貌及粗糙度的影响规律,得出了对一些对实际加工具有指导意义的结论.     

面向对象的露天矿卡车调度系统可视化仿真

采用面向对象方法，针对露天矿卡车调度系统总体需求进行可视化仿真设计。以首钢水厂铁矿卡车调度系统为例，具体描述了基于面向对象的仿真建模包括图形用户界面和仿真动画的实现，突出了面向对象方法进行可视化仿真的优势。     

多目标优化设计中的Pareto遗传算法

遗传算法的随机性和隐含并行性,使它能同时搜索到多个局部最优解并获得最优解集。为了发挥遗传算法群体搜索的优势,提高多目标优化设计效率和灵活性,在自适应遗传算法的基础上引入群体排序技术、小生境技术和Pareto解集过滤器,建立了一种适用于多目标优化设计的Pareto遗传算法。以Pareto前沿面的形式给出优化设计的Pareto最优解集,供设计者按设计意愿选择最优的设计结果。采用Pareto遗传算法进行跨声速翼型的多目标优化设计,设计结果表明,Pareto遗传算法是十分有效的,完全可以用来进行多目标优化设计。     

基于网格计算的近海岸波浪仿真

波浪仿真是海岸工程领域中一件非常有意义的工作。但是，从目前海岸工程界两大类波浪数学模型研究来看，即：能量平衡模型和质量、动量守恒模型，都存在着巨大的计算量问题。若仅用一台微机进行计算，不能够得到实时动态的仿真结果。从网格计算思想出发，采用SWAN（Simulating WAves Nearshore）模型，提出了网格计算的体系结构和基于网格计算的动态波浪仿真的建模，最后对近海岸波浪进行动态仿真。