小水线面双体船耐波性能CFD不确定度分析

  目的  为了提高航海模拟器中小水线面双体船（SWATH）的模拟精度,更好地掌握此类船舶的操纵特性,  方法  根据SWATH船型的运动特点,在MMG三自由度模型的基础上,较为完整地计入耦合的纵荡、横荡、艏摇、横摇及纵摇运动,建立SWATH的五自由度运动数学模型。基于此应用模型建立SWATH的实船数学模型,对该数学模型进行微分求解,仿真模拟SWATH的旋回运动、Z形运动,并进行定性分析。  结果  分析显示：仿真模拟结果符合SWATH操纵运动原理及实际运动特征,验证了数学模型的准确性。  结论  该模型可真实反映实船的运动规律,可应用于航海模拟器中。     

跨海大桥U-RC组合桥墩设计

为解决跨海桥梁桥墩施工与防腐问题, 提出了超高性能混凝土(UHPC) -钢筋混凝土(RC) 组合桥墩新结构, 简称U-RC组合桥墩, 以UHPC外筒作为永久模柱, 现浇内核钢筋混凝土; 以平潭海峡大桥为工程背景, 开展了U-RC组合桥墩的结构设计与计算, 并与原设计方案的工程量和造价进行了比较; 进行了3根内核RC柱、3根UHPC模柱、3根U-RC组合桥墩的极限承载力试验, 测量了试件的混凝土纵向应变与横向应变, 研究了试件的破坏形态与裂缝发展过程, 得到了试件的极限承载力试验值, 分析了U-RC组合桥墩的受力性能。研究结果表明: U-RC组合桥墩的承载力大于设计内力, 满足现行规范要求; 采用UHPC模柱取代钢模板的桥墩设计方案, 可节约钢材约2 410t, 工程造价节省约30%;3根UHPC圆筒的极限荷载均值为1 342kN, 3根RC柱的极限荷载均值为1 370kN, 二者之和小于3根U-RC组合桥墩极限荷载均值3 033kN, 说明UHPC模柱对核心混凝土有一定的套箍作用, 采用简单迭加方法计算U-RC组合桥墩的轴压极限承载力是可行且偏保守的; 在轴压试验中, U-RC组合桥墩的破坏模式为核心混凝土的横向变形导致UHPC模柱出现竖向裂缝, 并与核心混凝土在界面处分离; 达到极限荷载破坏时, 外包UHPC层出现纵向裂缝, 荷载增大, 裂缝增长, 并有混凝土剥落现象, 但U-RC组合桥墩破坏时其外包UHPC层纵向应变未达到极限压应变。     

基于模型系统工程在全舰计算环境集成框架的应用概览

“全舰计算环境”（TSCE）作为当今软件密集型复杂武器系统的典型代表,需要从研制模式上转变传统的系统工程实践,采用基于模型的系统工程（MBSE）解决方案,从以文档为中心转变为以模型为中心,实现系统的快速开发以应对需求和环境的变化。首先,介绍MBSE的发展概况及国内外相关研究情况,然后,结合TSCE集成框架并参考经典的V模型,梳理系统工程过程,初步建立各个阶段与美国国防部体系结构框架（DoDAF）视点或模型的对应关系。重点讨论为了得到合适的TSCE系统模型应该采用的建模规范和标准,主要包括：系统建模语言（SysML）、可扩展标记语言（XML）模式、面向服务架构（SOA）、业务流程模型与标注（BPMN）、军事想定定义语言（MSDL）、联合作战管理语言（C-BML）等。形式化建模方法的应用预期将在构建TSCE集成框架的过程中发挥重要作用。     

基于体积力法的全附体KCS型船模PMM运动数值模拟

为高效、精确地求解船舶操纵水动力导数,以全附体KCS型船模为研究对象,基于RANS方程及VOF模型,在star-ccm+平台上采用体积力法模拟螺旋桨作用,计及自由面兴波及航行姿态变化对船模水动力的影响,开展斜航、纯艏摇、漂角和艏摇组合3种平面运动机构（Planar Motion Mechanism,PMM）运动的数值模拟,将横向力Y、艏摇力矩N、横倾力矩K的数值模拟结果与试验结果进行对比,并依照PMM试验的动力学方程,通过最小二乘法拟合和傅立叶积分,将数值模拟结果与试验结果的时历曲线进行分析处理,求得操纵水动力导数。研究结果表明：该方法用于数值模拟PMM运动是可行的;求得的水动力导数中Y'vvv,N'vvv误差略大,其余水动力导数误差均在15%以内。     

小水线面双体船耐波性能CFD不确定度分析

基于ITTC推荐的CFD不确定度分析规程,开展基于RANS方程的小水线面双体船(SWATH)波浪中纵向运动计算结果的不确定度分析。分别验证计算模型的网格收敛性和时间步长的收敛性,发现相比于网格的疏密,该数值求解模型对于时间步长更为敏感。通过与试验数据进行对比,计算结果基本得到确认,并由此建立了顶浪规则波中SWATH船纵向运动数值计算结果的确认等级。在此基础上,进一步开展了该SWATH船在2个波高多个波长条件下的运动求解,计算结果均与试验结果吻合较好,说明所采用的数值计算模型对于求解SWATH船在波浪中的运动问题具有较好的适用性和可靠性。     

基于层次任务网络的舰载机任务规划

航空母舰舰载机任务规划问题涉及复杂的资源约束、时态约束、操作规范及设备使用限制,且任务间相互耦合,是一类非确定性难（NP-hard）问题。其计算复杂度随问题规模呈指数增长,采用常规数学建模和求解方法很难解决。针对舰载机任务规划问题,考虑任务的层次性特征,以及时间和空间约束导致的资源冲突,设计资源状态更新机制,提出层次任务网络（Hierarchical Task Network,HTN）规划算法。算例分析结果表明,该规划方法可以充分考虑资源与时间约束,快速为多个带有截止期限的飞行任务提供可行的行动方案。     

一种装舰约束条件下的武器通道作战能力计算方法

根据舰载作战系统武器打击通道的作战流程,分析武器通道中传感器视界、打击武器射界和时延性能等参数,提出一种考虑装舰约束条件和各系统设备战技指标匹配性的武器通道作战能力计算方法。该方法通过综合权衡武器通道传感器、指控系统和火力打击设备战技指标在实际装舰条件下的能力匹配性与战技指标的下降程度,将该武器通道的作战能力揉合成几个主要的战技指标,建立效用指数模型对指标进行归一化,最后,通过层次分析法对该武器通道的作战能力进行量化分析。仿真结果显示,在装舰约束条件下,防空反导作战武器通道反应时间、杀伤区域和系统多目标能力的匹配性对武器通道的作战能力影响较大。     

汽车ABS弯道制动的阶梯控制

提出了汽车ABS弯道制动的阶梯控制模型,在不同附着性能的路面上对该控制模型进行分析验证并与其它滑移率控制方法进行比较,分析表明该控制模型显著改善了汽车ABS弯道制动的制动性能,提高了汽车弯道制动的稳定性和保证了制动效能。     

欧盟关于汽车电磁兼容(EMC)最新技术要求

就汽车电磁兼容(EMC)技术要求,介绍欧盟指令72/245/EEC的最新修订版2004/104/EC的主要内容,指出其主要变化和应注意的问题。     

带自由液面有限长圆柱绕流数值模拟

[目的]为了探究自由液面及自由端对典型钝体绕流问题的影响,对带自由液面的有限长圆柱绕流进行研究。[方法]基于延时分离涡模拟（DDES）技术和分段线性界面重构（PLIC）方法,利用自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器开展数值模拟。[结果]结果显示,自由液面和自由端的存在增大了局部位置的升、阻力,推迟了圆柱表面流动分离的发生;相较于深吃水位置,自由液面附近流向的速度“恢复”延缓,横向的速度呈向外运动的趋势;自由液面的变形产生了大量细碎的漩涡,自由端的卷拧状漩涡在一定程度上抑制了卡门涡街的发展。[结论]研究表明,目前采用的数值方法能够准确捕捉复杂流场,同时,自由液面和自由端的存在将显著改变流场沿吃水方向的分布。