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过载和攻击时间约束下的非线性最优制导方法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 649-657页

作者：王坤段欣然陈征黎军浙江大学航空航天学院浙江杭州310027 浣江实验室浙江诸暨311800

考虑导弹过载受限条件下,对以期望时间为攻击目标的非线性最优制导问题进行了研究。首先,建立了非线性最优制导问题的理论模型,基于庞特里亚金极大值原理和饱和函数方法建立了最优轨迹的最优性条件。其次,根据最优性条件和哈密尔顿轨迹... 详细信息

考虑导弹过载受限条件下,对以期望时间为攻击目标的非线性最优制导问题进行了研究。首先,建立了非线性最优制导问题的理论模型,基于庞特里亚金极大值原理和饱和函数方法建立了最优轨迹的最优性条件。其次,根据最优性条件和哈密尔顿轨迹参数化方法,建立了最优轨迹的参数化微分方程组,使得通过数值积分即可生成从飞行状态到最优制导指令映射关系的数据集。然后,通过前馈神经网络对上述映射关系进行近似,实现了非线性最优制导指令的毫秒量级实时生成。最后,通过数值仿真验证了所提非线性最优制导指令生成方法的有效性。

关键词：过载约束攻击时间控制非线性最优制导哈密尔顿轨迹参数化前馈神经网络

考虑热力学非平衡效应的高马赫数超燃冲压发动机湍流燃烧数值研究

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实验流体力学 2024年

作者：冯海金台吴坤中国科学院力学研究所浙江大学航空航天学院

高超声速飞行过程中，随着马赫数升高，边界层内温度快速上升，分子振动能、电子能被激发，气体分子发生离解甚至电离，使得量热完全气体假设失效。针对高温热化学非平衡气体，采用热力学平衡模型及Park的双温度非平衡模型对飞行马赫数1... 详细信息

高超声速飞行过程中，随着马赫数升高，边界层内温度快速上升，分子振动能、电子能被激发，气体分子发生离解甚至电离，使得量热完全气体假设失效。针对高温热化学非平衡气体，采用热力学平衡模型及Park的双温度非平衡模型对飞行马赫数12条件下的超燃冲压发动机进行了数值模拟。研究结果表明：与平衡态计算结果相比，非平衡效应使得波系位置前移，激波间峰值压力升高，对冷场的影响更加明显；非平衡态平动温度场与平衡态差别不大，热力学非平衡效应使平动温度略微升高；非平衡态燃烧室出口截面燃烧效率更低，热力学非平衡效应会降低反应程度。

关键词：高超声速热力学非平衡超燃冲压发动机波系结构燃烧效率数值模拟

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目标机动补偿的动能拦截器增量式制导方法

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 831-838页

作者：陈旸方艺忠韩拓胡庆雷北京航天长征飞行器研究所北京100076 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 杭州市北京航空航天大学国际创新研究院(北京航空航天大学国际创新学院) 杭州311115 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

面向目标强机动、推力干扰、测量偏差的动能拦截器强抗扰末制导方法设计问题,提出一种目标机动补偿的大气层外动能拦截器增量式强抗扰末制导方法。通过回采推力传感信息、视线转率辅助微分信息,同时联合增量式制导方法与惯性时延的扰动... 详细信息

面向目标强机动、推力干扰、测量偏差的动能拦截器强抗扰末制导方法设计问题,提出一种目标机动补偿的大气层外动能拦截器增量式强抗扰末制导方法。通过回采推力传感信息、视线转率辅助微分信息,同时联合增量式制导方法与惯性时延的扰动估计方法,对目标机动等不确定性和内外部不确定性等带来的扰动进行实时补偿并融合至制导算法,从而实现复杂工况下拦截器对抗机动目标的制导系统扰动降级与鲁棒增强等目的。复杂工况下仿真结果表明:所提方法对强机动目标、测量偏差、推力干扰等多源扰动具有强抗扰能力,并且能够实现精确碰撞式拦截任务。

关键词：动能拦截器增量式制导鲁棒制导扰动补偿机动目标

UH模型超固结状态演化分析及离心模型试验验证

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岩土工程学报 2024年第6期46卷 1127-1135页

作者：姚仰平张奎王祖乐朱斌北京航空航天大学交通科学与工程学院北京102206 浙江大学超重力研究中心浙江杭州310058

本构模型是土力学求解强度变形问题的关键。研究揭示了剑桥模型在超临界侧强度过高、超固结状态下无法应力三维化、应力应变关系发生突变等存在的问题,分析了UH模型建立的超固结状态耦合演化机制及在弹塑性理论框架下实现的超固结状态... 详细信息

本构模型是土力学求解强度变形问题的关键。研究揭示了剑桥模型在超临界侧强度过高、超固结状态下无法应力三维化、应力应变关系发生突变等存在的问题,分析了UH模型建立的超固结状态耦合演化机制及在弹塑性理论框架下实现的超固结状态与正常固结状态计算理论的统一,并基于三轴试验预测证明了UH模型能更加合理地描述超固结状态下土的应力应变关系。通过开展载荷板离心模型试验以及数值模拟验证可以发现,相较于剑桥模型,UH模型计算的地基土荷载变形曲线、侧压力系数分布更加准确,其本质是单元的应力应变关系更加科学、合理。研究证明UH模型的应用能显著提高超固结状态土体强度变形计算的准确性和实用性,对复杂岩土工程问题的计算求解具有重要理论价值和实践意义。

关键词：超固结状态演化 UH模型剑桥模型离心模型试验数值模拟地基荷载变形曲线

Al和Ti含量对激光熔炼Al_(x)NbTi_(y)V轻质高熵合金组织与性能的影响

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材料工程 2024年第1期52卷 137-145页

作者：李子兴朱言言程序张言嵩高红卫霍海鑫北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191 北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院浙江宁波315800 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

轻质高熵合金在结构材料轻量化方面显示出巨大的应用价值,激光熔炼和激光增材制造技术因其极端冶金条件,为高熵合金研制提供了新思路。采用激光熔炼技术制备Al_(x)NbTiV(x=0.5~7)和AlNbTi_(y)V(y=1~7)纽扣试样,并对其相结构、显微组织... 详细信息

轻质高熵合金在结构材料轻量化方面显示出巨大的应用价值,激光熔炼和激光增材制造技术因其极端冶金条件,为高熵合金研制提供了新思路。采用激光熔炼技术制备Al_(x)NbTiV(x=0.5~7)和AlNbTi_(y)V(y=1~7)纽扣试样,并对其相结构、显微组织和硬度进行了系统研究。结果表明:Al含量对合金相结构和显微组织有显著影响,Al含量低(x≤2)时,Al_(x)NbTiV合金由BCC单相固溶体组成;Al含量高(2

关键词：激光熔炼高熵合金成分变化显微组织相结构硬度

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微流控芯片流体动压抛光工艺研究

中国机械工程 2024年第3期35卷 534-540页

作者：付振峰王振忠王彪厦门大学航空航天学院厦门361005

基于流体动压润滑理论设计了微结构抛光球,理论分析得出微结构在抛光球转动过程中会产生更大的流体动压力;利用Fluent分析了微结构类型、微结构尺寸对抛光产生的动压力的影响,通过MATLAB拟合Fluent的数据得到其产生的抛光力。得到微结... 详细信息

基于流体动压润滑理论设计了微结构抛光球,理论分析得出微结构在抛光球转动过程中会产生更大的流体动压力;利用Fluent分析了微结构类型、微结构尺寸对抛光产生的动压力的影响,通过MATLAB拟合Fluent的数据得到其产生的抛光力。得到微结构的较优参数后进行微流控芯片的区域抛光,微流控芯片平面区域表面粗糙度从1.330 nm降至0.658 nm,流道表面粗糙度从0.737 nm降至0.379 nm。由此可进一步探索流体动压抛光技术在微流控芯片确定性抛光中的应用。

关键词：动压润滑理论 Fluent求解超精密抛光微流控芯片

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液体火箭注气式蓄压器流动阻尼理论模型

北京航空航天大学学报 2024年

作者：史童何允钦梁国柱潘辉朱平平北京航空航天大学宇航学院北京宇航系统工程研究所

运载火箭纵向振动稳定性分析过程中，需要进行增压输送系统的管道动力学分析。蓄压器是增压输送系统中的重要部件，也是管道动力学分析中的关键一环，其流动阻尼计算方法直接影响到输送系统动力学分析的准确性。目前常用的方法是忽略推... 详细信息

运载火箭纵向振动稳定性分析过程中，需要进行增压输送系统的管道动力学分析。蓄压器是增压输送系统中的重要部件，也是管道动力学分析中的关键一环，其流动阻尼计算方法直接影响到输送系统动力学分析的准确性。目前常用的方法是忽略推进剂供应主管内流体流动的影响，采用孔板流动模型分析蓄压器流动阻尼，但有研究证明这一方法存在较大偏差。本文通过引入连通孔流动模型，推导出了考虑推进剂供应主管内流体垂直流动影响的蓄压器非线性阻尼理论计算式；然后针对某蓄压器通过稳态数值仿真进行验证，结果表明本文提出的计算方法能够显著地提高预测精度，对所研究的不同工况偏差在10%以内，而基于孔板流动模型的预测结果偏差超过30%；在此基础上进一步推导了准稳态条件下的蓄压器线性阻尼理论计算式并绘制了线性阻尼曲线，发现蓄压器线性阻尼有最小值，其大小与连通孔总通流面积和主管内推进剂流速相关。

关键词：液体火箭增压输送系统注气式蓄压器流动阻尼连通孔

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战场环境下遗传黏菌算法的多机协同任务分配

浙江大学学报(工学版) 2024年第8期 1748-1756页

作者：薛雅丽李寒雁欧阳权崔闪洪君南京航空航天大学自动化学院上海机电工程研究所

针对已知战场环境下的多无人机协同任务分配问题,提出基于融合遗传黏菌算法的任务分配方法.综合单机约束、机群总体收益和损耗以及任务需求等条件,构建多机协同任务分配目标函数.针对遗传算法易陷入局部最优、黏菌算法收敛慢的问题,改... 详细信息

针对已知战场环境下的多无人机协同任务分配问题,提出基于融合遗传黏菌算法的任务分配方法.综合单机约束、机群总体收益和损耗以及任务需求等条件,构建多机协同任务分配目标函数.针对遗传算法易陷入局部最优、黏菌算法收敛慢的问题,改进遗传迭代和黏菌探索行为.将离散黏菌算法引入遗传算法，增强融合算法的搜索能力.在种群迭代中加入干扰操作,提高求解精度.在已知环境下进行分配试验和路径演示，并与其他算法进行对比.结果表明,利用所提出的融合算法，能够获得目标函数值更高的任务分配方案.

关键词：多机协同任务分配遗传算法黏菌算法局部收敛

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一种多层组合梁自由振动分析的混合有限元法

振动工程学报 2024年第5期37卷 856-863页

作者：蒋佳卿王云陈伟球徐荣桥浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310007 杭州电子科技大学机械工程学院浙江杭州310018 浙江大学航空航天学院浙江杭州310027

基于截面等效,提出了多层组合梁的二维分析模型。使用混合能变分原理,以包含频率函数的节点位移及其能量对偶的应力分量为单元节点未知量,引入混合元对梁长方向进行离散,建立动力学状态空间控制方程;接着引入微分求积法(Differential Qu... 详细信息

基于截面等效,提出了多层组合梁的二维分析模型。使用混合能变分原理,以包含频率函数的节点位移及其能量对偶的应力分量为单元节点未知量,引入混合元对梁长方向进行离散,建立动力学状态空间控制方程;接着引入微分求积法(Differential Quadrature Method,DQM)对控制方程进行梁高度方向的离散,求得组合梁在不同轴力与边界条件下的动力学方程。以混凝土-木材组合梁、波形钢腹板梁和钢-混组合梁为例进行验证。该方法基于二维理论,可为梁理论提供假设依据和误差分析的基准。

关键词：自由振动组合梁混合有限元 DQM 状态空间法