曲面薄壳有限元离散误差分析和修正方法研究

基于曲面薄壳几何/物理方程和有限元离散原理推导,揭示了壳单元离散方法特点、刚度矩阵误差产生机理和范数表示方法。以航空涡轮发动机测压探针为例,深入研究了利用协调平板壳单元、非协调平板壳单元、一次和二次实体退化壳单元等不同类型单元离散曲面薄壳时,应力计算误差影响因素及变化规律,综述了单元的适用条件。基于Boltzmann模型提出了应力计算结果修正通式,通过FORTRAN语言编程修正应力仿真结果和ANSYS二次开发语言APDL命令实现应力修正结果的读取和后处理,应力修正结果与理论解相对误差小于5%,满足曲面薄壳设计和稳定性分析应用要求。

Abstract：

Based on the geometric physical equations and deduction of discrete process of finite element for curved thin-walled structure,characteristics of shell elements for discretion and discrete error for element stiffness matrix were analyzed theoretically,and the norm expression of discrete error for element stiffness matrix was put forward.Then,as an illustration,a probe for detecting the pressure inside turboprops was meshed by curved thin-walled shell element,compatible flat shell element,incompatible flat shell element and 3D degenerated shell element,respectively,and the stress of the probe was numerically calculated by FEM.On the basis of solved results,the stress error was analyzed thoroughly,the influence factors on the error and the applying situations for different elements were determined.Finally,the general form of correctional function was put forward according to the Boltzmann model.The program developed with FORTRAN was used to correct the numerical results and the APDL commands inside ANSYS software were utilized to read and plot the correctional stress results.Through the correction,the discrete error can be reduced within 5% that satisfies the requirement of application for structural design and stability analysis.     

天基光学监视系统空间目标定轨精度仿真分析

天基光学监视系统具有获取空间态势信息的优势,是进行空间目标监视与跟踪的重要发展方向。主要研究基于天基光学监视平台的空间目标的可见区域分析和轨道确改进定算法,仿真实现了天基监视系统对空间目标的定轨功能,分析了天基光学监视平台对高、中、低轨三类典型空间目标的定轨精度。通过仿真实验可以得出,由高低轨监视平台组成的联合监视系统提高对空间目标的轨道确定精度,其中低轨空间目标定轨精度误差约20米,中高轨空间目标定轨精度300米左右。

Abstract：

Space-based optical surveillance system has advantages accepting state information of space-objects, and is an important tendency in the realization of surveillance and tracking for resident space objects. The orbit determination theory for space objects and its cover region by space-based optical surveillance system were analyzed. The function for space objects was simulated. The accuracy of three kinds of space objects based on space-based optics surveillance system was studied. Simulation experiment shows the surveillance system which constitutes of high/low orbit surveillance platforms can improve the accuracy of space objects, and therein the orbit determination precision for low-orbit space objects reaches 20m, while that for high-orbit space objects about 300m.     

用于连续域优化的蚁群算法及其收敛性研究

蚁群算法作为一种新的智能计算模式,由于其离散性本质而在组合优化问题上取得巨大成功,但这也限制了它在连续问题求解中的应用.为此,提出一种用于连续域寻优的改进蚁群算法.算法的局部搜索基于解决离散问题的经典蚁群优化思想,全局搜索利用Ant Walk和Ant Diffusion技术, 且每代寻优结束后均采用"精英策略"把本代最优个体保留到下一代中.最后在理论上对其进行了收敛性分析,证明可较快地收敛到全局最优解,并用几个基准函数对算法做了仿真测试,均取得良好效果.     

一种动态数据网格副本创建策略设计与仿真

数据网格提供了地理分布的大量共享数据资源,然而互联网的高访问延迟降低了数据访问的效率,创建副本是一个有效的方法,而在何处放置副本是一个具有挑战性的问题.从应用环境和用户访问特征出发,讨论了副本创建位置、粒度和时机,提出了一种基于副本共享组的副本创建模型,可以获得优化的副本创建位置,构造了一个副本创建代价函数,由系统的传输速率、拓扑结构和用户访问特征共同决定.并给出了确定副本创建位置的有效算法.分析和仿真实验表明,自适应副本管理方案具有动态性、适应性和可扩展性,能较好地适应数据网格的特性,可以有效降低访问延迟,提高数据访问效率.     

基于LDPC频域编码MIMO-OFDM系统自适应调制算法研究

提出了一种基于发射功率、发送比特和误码率均受限时规则和非规则LDPC频域编码MIMO-OFDM系统自适应调制算法.仿真比较了规则、非规则LDPC编码及未编码自适应调制MIMO-OFDM系统性能,比较了LDPC-SISO-OFDM、LDPC-MIMO-OFDM系统子载波数变化对系统BER性能的影响,比较了收发天线数变化对LDPC-MIMO-OFDM系统BER性能的影响.仿真表明自适应调制MIMO-OFDM系统比非自适应调制系统性能有所提高,规则、非规则LDPC编码自适应调制MIMO-OFDM系统比未编码系统性能有很大提高,非规则LDPC编码自适应调制MIMO-OFDM系统比规则码自适应调制系统性能有提高,但在高信噪比时有错误平层.结果证明,适当设计非规则LDPC频域编码自适应调制算法,可以大大改善MIMO-OFDM系统性能.     

基于一种最优核鉴别矢量集的雷达目标识别

基于高分辨距离像的雷达目标识别的关键是如何提取距离像的有效鉴别特征.通过分析核Fisher准则函数下核类内散布矩阵的零空间信息与非零空间信息对识别的贡献,基于同构映射思想,求解出一组最优鉴别矢量集,用于提取距离像的鉴别特征.同时,给出一种快速算法,用较少的训练样本表达投影方向,加快了鉴别特征的提取速度.基于外场实测数据的实验证明了方法的有效性.     

材料性能对汽车碰撞散落物运动特性的影响

为研究汽车碰撞散落物的材料性能对其运动特性的影响,进一步完善交通事故再现中汽车碰撞散落物的运动行为理论模型,建立汽车碰撞散落物的运动学仿真模型,通过仿真试验,模拟了在散落初始条件相同的情况下,汽车碰撞弹性、弹塑性、塑性散落体的运动,分析了在试验条件一定时,3种材料巨能的汽车碰撞散落体的运动特性的异同及其随散落速度、散落高度、散落角度的变化关系.模拟试验结果分析表明:存在散落角度的汽车碰撞散落体其非线性运动轨迹受材料性能影响较大.     

一种基于虚拟维修仿真的交互式电子技术手册生成方法

基于并行工程思想,提出了一种基于虚拟维修仿真分析过程的结果数据制作装备交互式电子技术手册(IETM)的方法。主要研究工作为:构建了一种基于主题的IETM内容数据模型(CDM),给出了典型装备IETM的组成结构;分析了典型虚拟维修仿真分析过程中的结果数据;提出了虚拟维修仿真系统和IETM创作系统的并行集成框架,设计了集成接口和相关模型,在产品生命管理平台下实现了二者的集成;在基于Jack软件环境的虚拟维修仿真系统中,以某型榴弹炮为例,进行虚拟维修样机建模、维修任务生成、虚拟维修仿真,最后通过以上结果数据生成了该榴弹炮的4级IETM系统。     

基于累积延误损失算法的GHP模型

考虑不同机型的不同延误损失费用提出了一种累积延误损失算法,并建立基于该算法的地面等待策略(GHP)数学模型.该算法进行到达航班排序时,以所有航班总延误损失费用为首要排序标准,以先来先服务为第二排序标准,从而得到总延误损失费用与总延误时间值都较小的到达航班序列.同时,该算法也考虑了有后继任务的航班对到达航班序列的影响.基于该算法的GHP模型结合实际数据在实验仿真中取得了较好的效果,表明了该算法与模型的实用性与有效性.     

大型广场文艺表演的虚拟编排原型系统

大型广场文艺表演的技术进步和规模扩大使传统人工编排手段难以满足需要.为了降低设计风险和检验构思,提出了大型广场文艺表演中演员行为的人群运动模型,并开发了大型广场文艺表演虚拟编排原型系统,使导演能够在一个虚拟现实环境创作表演内容和预演表演过程.该原型系统包含二维智能编排系统和三维表演仿真工具两部分.二维智能编排系统用于虚拟编排表演内容,并生成虚拟编排脚本.三维表演仿真工具用于按照虚拟编排脚本产生仿真表演的三维动态场景.几何体实例化被用于提高渲染大规模人群的效率.这个原型系统在实践中证明了可用性.