摘要:庆贺《计算机仿真》创刊30周年,特意编写了数字仿真术语集,试图把几十年来令人眼花缭乱的众多专业术语用循环深入的办法有序地联系起来,以便深入浅出地全面描述数字仿真,其内容包括数字仿真的基础科学、技术科学、应用科学和数字仿真发展趋势。数字仿真在计算机仿真领域独占鳌头是从20世纪80年代开始的,恰在此时,《计算机仿真》创刊了,30年来,《计算机仿真》跟踪数字仿真的神速发展,及时地发表了相当数量的优秀仿真论文,翻阅一下就能洞察数字仿真的发展。《计算机仿真》随时都在掌握与引领数字仿真发展趋势,不愧为我国的核心科技期刊之一。
摘要:研究信息化作战仿真技术问题,信息技术的飞速发展推动着战争形态由机械化向信息化过渡,作战仿真成为信息化条件下研究战争不可或缺的方法论。从传统作战仿真的困惑人手,引出战争复杂性的认识历程,从成因和表现两方面总结了信息化战争复杂性研究的进展,进而讨论了以复杂系统理论来指导信息化作战仿真的优越性。在此基础上,综述了基于复杂系统理论的作战仿真两个前沿方向的研究进展,包括基于复杂适应系统理论的多Agent作战仿真和基于复杂网络理论的多Agent作战仿真。最后对信息化作战仿真的发展趋势进行了展望。
摘要:海上联合信息作战是海上联合作战的基本样式之一,也是美军“空海一体战”的重要组成部分,作战仿真具有重要的军事意义。依据海上联合信息作战的定义,分析能力组成和作战特点;结合最新仿真技术,提出了海上联合信息作战仿真分析评估框架,并具体研究了导调导控、海战场电磁环境生成、计算机生成兵力、对抗效果评估、与实装集成等关键技术,最后简述海上联合信息作战仿真在海上联合信息作战方案推演、作战指挥人员训练等场景中的应用前景。实践表明,方案可行且效果良好。
摘要:分析了装备体系对抗仿真的特点,指出了当前的高层体系结构(High Level Architecture,HLA)仿真技术在装备体系对抗仿真中遇到的技术问题;提出了高性能计算环境的HLA运行支撑平台(Run Time Infrastmcture,RTI)设计,针对当前HLA运行支撑平台在体系结构、通信技术以及数据分发管理方面所面临的技术挑战,提出了相应的优化解决技术方案,最后以某装备体系对抗仿真为例,说明采用高性能计算环境的HLA仿真技术,为装备体系对抗仿真提供有效工具。
摘要:随着战争形态的升级,精确制导武器在战争中所发挥的作用越来越突出。引信作为精确制导武器的最终环节也越来越受到重视,而抗干扰性能更是决定整个精确制导武器最终能否形成杀伤力的重要因素。由于引信工作环境特殊性和测距性能需要,调频连续波引信逐渐发展并成为了引信常用体制之一。首先介绍了一种非线性调频连续波引信:单正弦调频连续波引信。然后对模糊函数进行了推导,得出了近似公式,绘制了模糊函数图,并与锯齿波调频连续波引信做出了对比分析,发现单正弦调频连续波引信在抗干扰性能方面要优于锯齿波调频连续波引信。最后对二者在受到噪声干扰时的测距性能进行了仿真,仿真结果验证了上述结论。
摘要:火炮身管积炭清除是火炮发射最重要的维护保养工作之一。由于身管全自动除碳设备在管内爬行的作业过程具有负载时变、槽型壁面、机电一体等特点,真实动力学特性很难获取。为解决上述问题,在研制过程中依托多体系统动力学虚拟样机技术,采用载荷噪声、实体接触、机电耦合建模等方法建立了更加接近实际情况的样机模型,对除炭设备作业过程进行了深入的动力学仿真,考核了设备的结构设计及动态特性的正确性与合理性,为完善设计提供了依据。试验表明,所研制的除炭设备作业性能良好。
摘要:火炮制退机是控制火炮受力和运动的关键部件,基于经典力学和经验公式的火炮后坐计算模型,有较大的局限和误差,且不能实现对制退机内流场参量分布的模拟计算。针对以上两个问题,提出采用计算流体力学和多软件协同仿真技术研究制退机故障的新方法。通过对制退机进行故障分析,建立基于两相流的制退机MATLAB/FLUENT协同仿真模型,对节制环磨损机理和制退杆活塞套磨损对火炮后坐运动的影响规律进行了仿真分析,为制退机故障机理和性能退化规律的进一步研究提供了有效途径。
摘要:主动拒止系统(ADS)作为一种新型的定向能非致命武器系统,在军事上拥有广阔的应用前景,然而它对人体的作用效应还不是非常明确。为深入透彻研究ADS的人体效应,在综合分析其人体效应的基础上,通过建立人体皮肤模型,计算出了ADS毫米波对人体皮肤的趋肤深度,并利用生物传热学的Pennes方程和Matlab软件对ADS的热效应进行了计算和仿真。得出了ADS毫米波对人体皮肤的辐照功率密度和辐照时间与热效应之间的关系。计算出了ADS毫米波对人体的趋肤深度为0.832mm,得到了在一定的辐照时间下不同辐照功率密度的ADS毫米波对人体皮肤的最大升温量。通过仿真,发现ADS引起人体皮肤热效应的最大升温处出现在皮肤表面之下约0.38—0.43mm处。进一步研究分析发现,在辐照时间较短的条件下,最大升温量与辐照功率密度呈现明显的线性关系。研究结果可为定性和定量分析ADS的人体效应提供重要参考。
摘要:在提高战斗生存能力的研究中,不敏感战斗部是一种新型战斗部,能够在强外界刺激下不容易被引爆。传统的常规弹药壳体多为炮弹钢,难以抵抗射流的冲击引爆,但缺乏选择能够提高弹药不敏感度壳体材料的依据。为解决上述问题,对射流引爆带不同材料壳体炸药的临界条件进行了理论分析,提出利用高密度、高强度的壳体材料提高弹药的不敏感度。利用AUTODYN软件建立射流冲击起爆战斗部仿真模型,仿真了壳体侵彻、炸药起爆的过程,获得了射流侵彻参数、壳体临界厚度等参数。仿真结果表明,以钨合金为壳体材料的战斗部最不敏感度,较45#钢提高了37.7%,较铝材料提高了60%。证明以高密度、高强度的材料为壳体的战斗部不敏感度明显提高。
摘要:染色标志弹是一种海洋探测染色标志弹,为确保染色标志弹入水破裂,实现探测目的,必须分析不同入水角度情况下,染色标志弹的运动规律及其最小冲击载荷,保证在最小冲击载荷情况下,染色标志弹入水破裂。通过理论分析,提出利用通用流体仿真软件CFDesign对某型号染色标志弹投放入水过程做流体模型计算,分析了染色标志弹在不同投放姿态情况下在水中的运动规律,并计算了水对染色标志弹的冲击载荷与入水角度的关系。分析结果表明:染色标志弹的入水角度越大,水对染色标志弹的冲击载荷越小;染色标志弹的半径越大,染色标志弹的冲击载荷越大;染色标志弹的半径越大,入水角度越小,水对弹体的冲击载荷下降速度越快。研究结果旨在应用于某型浮标投放装置的研制和生产,为海洋探测染色标志弹的设计提供参考。
摘要:在战术队形控制的研究中,在对机动中的战斗小组进行队形控制时,为了避免小组中的多名成员选择预定队形中的同一位置,利用全局目标函数将队形中的各个位置分配给各成员。成员的机动模型由二阶动力学方程描述,通过构造Lya-punov函数证明在人工力的作用下,战斗小组能形成稳定的队形。为了改善成员机动的真实性,加快小组形成队形的速度,利用经典控制理论的结论对人工力进行改进。最后通过仿真验证人工力的有效性。
摘要:关于飞机旋翼动特性建模的研究,针对XV一15倾转旋翼飞行器具有直升机、过渡和固定翼三种工作模态,建模复杂的问题,提出了一种分块建模的方法,使得建模过程更加灵活和简化。机体建模部分,考虑旋翼尾流对机翼、垂直尾翼和水平尾翼造成的滑流干扰以及短舱倾转对飞机转动惯量、惯性积和重心造成的影响,大大提高了所建模型的精确度;旋翼建模部分,对旋翼参数进行无因次化后,利用叶素法进行气动力建模。最后,为验证模型的正确性和有效性,在不同飞行速度下对所建模型进行配平,并将配平的结果与倾转旋翼通用模型做对比。结果表明所建模型能很好的反映倾转旋翼机的飞行特性,为飞行优化控制律研究提供很好的模型基础。
摘要:在无人机的研究中,威胁建模是无人机航路规划、任务推演的重要前提,定量描述无人机战场威胁大小以及各威胁之间的交互作用是威胁建模的难点问题。为定量描述无人机战场威胁,提出了一种基于人工势场的无人机战场威胁模型,构造了不同威胁源的威胁势函数,并针对多威胁交互问题,定义势场叠加规则,综合计算了多威胁源的威胁势场。最后,考虑无人机隐身、干扰、机动等特性,将其量化为无人机对威胁的衰减指数,进一步验证了无人机在战场中所受威胁的态势。两种不同性能的无人机所受威胁态势的仿真结果表明,改进模型计算简单,能够较好的反映无人机战场中各种威胁的特性,具有实际应用价值。
摘要:无人机编队飞行可以大幅提高作战效率,但也面临多机任务协同分配,传感器数据融合等问题。为提高对目标打击的成功率,从无人机近距离编队出发,采用长机一僚机结构,建立以僚机速度方向为x轴且建立固连于僚机的旋转坐标系,根据两机相对运动关系建立编队运动数学模型,设计一种小脑模型神经网络(CMAC)与PID并行控制器,以双机编队为基础对控制器进行仿真验证。仿真结果证明该控制器可以实现近距离队形保持与队形重构功能,与传统PID控制器相比,在受到干扰情况下,编队队形可以以更小调整快速恢复,并且在PID参数变动时,仍能完成队形保持与重构,具有更强的鲁棒性。
摘要:研究无人机在复杂环境下起降的问题,由于在不平整跑道上进行起落,无人机起落架结构在随机激励下承受非平稳载荷动力响应。依据机场跑道功率谱密度,推导出无人机在不同等级跑道上滑行时起落架承受的非平稳随机激励。建立无人机起落架的数学模型,给出起落架结构的动力方程。结合推导出的非平稳随机激励,并采用虚拟激励法,计算起落架结构的动力响应。仿真结果表明,在不同速度、不同等级跑道的情况下,计算得出起落架结构位移响应的功率谱密度和标准差,可为无人机起落架结构优化设计提供依据。