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    2021年 第42卷 第8期    刊出日期:2021-08-31
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    2021, 42(8):  0. 
    摘要 ( )   PDF (932KB) ( )  
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    论文
    环形射流和中心爆炸成型弹丸组合战斗部对混凝土墙的破孔特性
    任思远, 张庆明, 张晓伟, 田志敏
    2021, 42(8):  1569-1579.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.001
    摘要 ( )   PDF (10686KB) ( )  
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    为解决墙体大孔径开孔问题,设计了一种可以对混凝土墙体形成较大开孔的环形射流和中心爆炸成型弹丸(EFP)组合战斗部。针对环形射流成型过程中容易发生扭曲偏斜的问题,提出了变壁厚环形药型罩,通过两个偏心圆来实现环形药型罩的变壁厚,并用偏心距来决定壁厚变化的梯度。通过数值模拟,对4种不同壁厚变化梯度的环形药型罩成型过程进行分析,研究环形射流和中心EFP组合战斗部对混凝土墙体的破孔特性,得到壁厚变化梯度对环形射流形态的影响规律,确认最优的环形药型罩结构,保证环形射流具有良好的密实度和形态的同时也具有一定的外扩角度。试验验证了组合战斗部的破孔能力,结果显示组合战斗部可以对混凝土墙体形成直径大于2.5倍装药口径的通孔。
    基于分层控制的混合动力车辆实时能量管理策略
    陈路明, 廖自力, 马晓军, 刘春光
    2021, 42(8):  1580-1591.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.002
    摘要 ( )   PDF (11955KB) ( )  
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    针对混合动力车辆中多动力源协调控制困难、燃油经济性不佳的问题,提出了一种基于分层控制的实时能量管理策略。通过分析车辆混合动力系统的部件特性,对不同动力源进行了数学建模;采用小波滤波层将负载需求功率分频为高、低两个部分,并将高频功率分配给超级电容等功率型动力源,将低频功率作为模型预测控制层的参考输入,以燃油经济性、电池荷电状态和母线电压为优化目标,求解柴油发电机组和动力电池组等能量型动力源的功率指令,依托dSPACE和RTLAB硬件在环仿真平台对能量管理策略进行验证。结果表明:在复合城市排放循环测试工况下,所提出的分层能量管理策略比基于模糊规则的能量管理策略燃油经济性提升了13.05%,比基于单一模型预测控制的能量管理策略燃油经济性提升了5.79%;分层能量管理策略下,能量型动力源的目标功率变化更加平缓,功率型动力源介入工作更加频繁,证明了该能量管理策略在提升燃油经济性和发挥动力源特性方面的有效性。
    轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性
    张富毅, 鲁航, 陈泰然, 吴钦, 黄彪, 王国玉
    2021, 42(8):  1592-1603.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.003
    摘要 ( )   PDF (15728KB) ( )  
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    为分析轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性和自吸性能,提高启动过程轴流式喷水推进器的推进性能,开展了推进器启动过程的数值计算研究。在雷诺时均Navier-Stokes方程框架下采用SST k-ω湍流模型、Zwart空化模型和Free Surface模型对轴流式喷水推进器的启动过程进行数值计算,分析启动时间和水线高度对喷水推进器启动过程的瞬态特性影响;基于推进泵的试验数据对稳态数值计算方法进行验证,数值结果与试验数据吻合良好。研究结果表明:喷水推进器启动过程存在明显的瞬态特性,流量、扬程都迟滞于转速到达稳定状态,并且启动时间越短,滞后程度越严重;当转速达到0.6倍设计转速时,叶片前缘吸力面开始发生空化,无量纲空穴面积随着转速的增加而增加;在达到相同转速时,启动时间越长,无量纲空穴面积越小,叶片做功能力越强;以泵轴中心线为零基准线,当水线高度大于等于0.15倍叶轮直径时,喷水推进器可以在较短时间内将内部气体完全排出,水线高度越小,扬程和流量滞后越严重。
    带侵蚀燃烧效应的阶梯多根装药火箭发动机三维内流场特性
    周柏航, 陶如意, 王浩, 阮文俊
    2021, 42(8):  1604-1612.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.004
    摘要 ( )   PDF (4997KB) ( )  
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    为研究阶梯多根装药火箭发动机的内流场特性,采用Fluent计算软件对侵蚀比和平均侵蚀比两种内流场模型分别进行全三维数值模拟。基于自定义函数接口编程进行二次开发,提取侵蚀比模型每个节点的坐标和压强以及平均侵蚀比模型每个燃面的平均压强,导入燃速公式和质量流率公式,来控制边界网格的移动速度和单位面积燃气进口质量流率。通过数值模拟得到两种内流场模型各个时刻的压强空间分布信息以及燃烧室前、中、后3个监测点的压强-时间曲线,对比两种模型的计算结果,着重对侵蚀比模型的内流场和药柱内外压强差进行分析,并与试验结果进行对比。结果表明:两种模型最大压强差不超过3%,在平衡压强段后基本一致;侵蚀比模型在发动机工作过程中药柱没有出现明显的侵蚀燃烧喇叭型,前级高压区药柱内外压差最大不超过3.9%,在后级低压区药柱内外压差最大不超过8%;3个监测点的压强-时间曲线与试验数据吻合度较好;研究结果可为类似结构的固体火箭发动机数值模拟提供参考。
    带扰流片旋转稳定弹动态稳定性
    杨杰, 常思江, 魏伟
    2021, 42(8):  1613-1623.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.005
    摘要 ( )   PDF (2658KB) ( )  
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    为发展一种新型弹道修正弹,以带扰流片旋转稳定弹为研究对象对其进行动态稳定性分析。推导带扰流片旋转稳定弹的动力学模型并简化得到其非齐次角运动方程,求得攻角在阶跃激励下的瞬态响应和稳态响应解析解。根据非线性角运动方程分析旋转弹结构参数、飞行参数和气动参数对系统分岔特性及稳定性的影响,通过数值计算分析带扰流片旋转稳定弹的修正能力。结果表明:求得的攻角解析解具有较高的精度;气动参数对动力学系统平衡点的稳定域影响较大;扰流片的控制效率很高。研究结果为带扰流片旋转稳定弹的结构参数设计提供了参考。
    考虑化学反应的大口径火炮炮口流场特性
    王丹宇, 南风强, 廖昕, 肖忠良, 堵平, 王彬彬
    2021, 42(8):  1624-1630.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.006
    摘要 ( )   PDF (3631KB) ( )  
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    大口径火炮由于其装药元件复杂,装药量较大,发射过程中产生炮口冲击波及炮口焰的问题较为严重,容易对人员或设备造成损伤。为研究炮口焰的生成等炮口流场特性,以某155 mm 口径火炮为模拟仿真对象,针对射击过程中高速、高压、高温且与外界环境发生复杂的化学反应等特点,建立化学反应模型。同时,又考虑到弹丸射出过程中会与身管壁面产生微小扰动的现象,建立雷诺平均Navier-Stokes方程、k-ε湍流模型。根据所建立的炮口流场模型模拟在不考虑初始流场的条件下弹丸出炮口后炮口流场的形成及发展过程,数值分析结果清晰地展现了马赫盘、冲击波、入射激波等复杂的波系结构以及炮口焰,尤其是二次焰的产生过程。数值计算结果与实际试验结果进行对比,发现火球的形状及大小吻合度较高,误差不超过8%,为大口径火炮射击过程中降低炮口冲击波、烟、焰等有害现象提供了理论参考。
    “外嵌内包”微结构的奥克托今/铝复合粒子制备及其应用性能
    冯晓军, 薛乐星, 冯博, 潘文
    2021, 42(8):  1631-1637.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.007
    摘要 ( )   PDF (3815KB) ( )  
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    为改善铝粉在炸药爆轰过程中的动力学条件,采用喷雾包覆法制备奥克托今/铝(HMX/Al)复合粒子,并基于该粒子制备含铝炸药,利用扫描电镜、能谱仪和红外光谱分别对HMX/Al复合粒子形貌、表面元素组成以及化学结构进行表征;通过机械感度、爆热、金属驱动和爆炸罐试验,研究HMX/Al复合粒子基含铝炸药的爆炸性能。结果表明:粒径为13 μm、未经酯类物质清洗及无氟橡胶2603(F2603)预包覆的铝粉有利于形成“外嵌内包”的微结构;HMX/Al复合粒子通过非键作用形成复合结构;制备工艺对撞击感度无显著影响,“外嵌内包”微结构可将HMX/Al复合粒子的摩擦感度由88%降低至12%;HMX/Al复合粒子基含铝炸药的爆热、驱动金属飞片的最大速度和后燃最高温度比传统含铝炸药分别提高5.5%、7.3%和6.4%,证明HMX/Al复合粒子可以使铝粉提前参与爆轰反应,提高铝粉反应完全性。
    基于强化学习的多发导弹协同攻击智能制导律
    陈中原, 韦文书, 陈万春
    2021, 42(8):  1638-1647.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.008
    摘要 ( )   PDF (2627KB) ( )  
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    为实现多发导弹对目标的协同攻击,提升打击效能,提出一种基于深度确定性策略梯度下降神经网络的强化学习协同制导律。修正了基于线性交战动力学的剩余飞行时间估计方程,不再受小角度假设的约束,进而提高剩余飞行时间估计精度。以各弹的剩余飞行时间误差为协调变量,与各弹的剩余飞行距离一同作为强化学习算法的观测量。利用脱靶量和剩余飞行时间误差构造奖励函数,离线训练生成强化学习智能体。闭环制导过程中,强化学习智能体将实时生成可实现同时打击的制导指令。仿真结果表明:该强化学习制导律能够实现多发导弹对目标的同时攻击;与传统协同制导律相比,强化学习协同制导律的脱靶量较小,攻击时间误差也较小。
    整流帽布局对全动舵附近流动结构及热环境分布规律的影响
    檀妹静, 杨光, 李宇, 周禹, 曹占伟, 闫昊, 檀姊静
    2021, 42(8):  1648-1659.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.009
    摘要 ( )   PDF (16046KB) ( )  
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    基于局部外形优化改善空气舵附近区域局部热环境,可明显提升高马赫数飞行器热防护系统在恶劣环境下的适应性和生存能力。整流帽的应用作为高马赫数飞行器全动舵流动与气动热特性优化的有效手段,在近年来备受关注。建立一种适用于高马赫数完全气体可压缩流动的数值模拟方法,采用该方法开展整流帽布局及几何参数对全动舵附近流动结构及热环境分布规律的影响研究,并通过带整流帽布局的平板-全动舵模型激波风洞测热试验对数值模拟方法的准确性进行验证。结果表明:高速来流流经整流帽时将产生激波减速,在整流帽下游激波迅速膨胀分离,空气流动速度和加热能力均显著降低;从整体上看,设置整流帽能够显著降低整流帽展向宽度范围内的全动舵及附近平板气动热环境;随着整流帽楔角减小,全动舵气动加热整体呈恶化趋势;随着整流展宽增加,全动舵气动加热进一步减轻。
    发射筒易碎前盖开盖过程的流体与固体耦合仿真方法
    张宝振, 王汉平, 窦建中, 程梦文
    2021, 42(8):  1660-1669.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.010
    摘要 ( )   PDF (9750KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    发射筒易碎前盖的压力波开盖过程是一个典型的流体与固体耦合问题。为研究易碎前盖的开启仿真过程,对易碎盖聚氨酯复合材料分别做了静态拉压实验、动态拉压实验,并利用用户子程序VUSDFLD对混凝土塑性损伤(CDP)本构模型进行扩展开发,用以描述易碎盖材料的承载和破裂状况;基于计算流体力学(CFD)的发射筒内流场仿真,对欧拉方法的同工况模型进行仿真校验,并借助耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)算法对易碎前盖的开启过程进行仿真。结果表明:所开发的含单元失效的CDP本构模型能较好地吻合材料实验和产品实验情况;CFD与CEL算法相结合的仿真方法能有效解决压力波开盖这类流体与固体耦合问题,且具有较高精度。
    基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法
    邵晓浪, 胡泰洋, 肖泽龙, 卫永平, 王华
    2021, 42(8):  1670-1679.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.011
    摘要 ( )   PDF (4580KB) ( )  
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    传统基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法往往采用对同频干扰进行对消或抑制的策略,其优点是适用范围广,能应用在多种机会外辐射源雷达中,但是鲜有结合LTE信号本身特征进行同频干扰抑制的研究。针对于上述情况,提出一种基于信源分离和LTE信号特征相结合的同频干扰抑制方法。采用m-Capon算法对未知信源数量的入射信号进行波达角估计,获得接收信号的混合矩阵,通过最小二乘法分离信号。将分离的源信号进行并行互模糊处理,利用LTE主基站信号、同频信号以及目标信号在距离-多普勒域上的特征差异进行判决,识别目标信号。仿真结果表明:所提算法相对于传统基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法具有更优的抑制效果,并且避免了传统的杂波对消过程;同时因采用并行处理,减少了多次计算互模糊相关导致的额外时间开销。
    基于卷积神经网络和模糊函数主脊坐标变换的雷达辐射源信号识别
    普运伟, 刘涛涛, 郭江, 吴海潇
    2021, 42(8):  1680-1689.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.012
    摘要 ( )   PDF (5662KB) ( )  
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    针对人工提取雷达辐射源信号特征耗时长、特征不明显等问题,提出一种基于深度学习卷积神经网络和模糊函数主脊坐标变换的雷达辐射源信号识别方法。该方法通过快速离散分数傅里叶变换提取信号的模糊函数主脊,并将模糊函数主脊极坐标域的二维时频图作为卷积神经网络的输入,实现对不同雷达信号的分选识别。仿真实验结果表明:新方法不仅在信噪比为0 dB以上保持100%的识别率,在-6 dB时识别准确率也稳定在90%以上;相对于传统的雷达信号识别方法和其他深度学习模型识别方法,在识别率和鲁棒性上均有较大提升,具有一定的工程应用价值。
    多阶段平台动态防御的Markov演化博弈模型及迁移策略
    王刚, 王志屹, 张恩宁, 马润年, 陈彤睿
    2021, 42(8):  1690-1697.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.013
    摘要 ( )   PDF (1236KB) ( )  
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    为提升持续性和阶段性攻击下平台动态防御效率,提出多阶段平台动态防御的Markov 演化博弈模型和迁移策略。从平台动态防御的网络攻防原理入手,分析平台动态防御的循环性和阶段性特点,进行多阶段平台动态防御的关键参数和收益计算;建立多阶段平台动态防御的Markov 演化博弈模型,针对博弈的阶段性,在总收益计算中引入折现因子和转移概率;在此基础上,研究纳什均衡在多阶段Markov平台动态防御演化博弈中的存在性,给出纳什均衡解和最优迁移策略选取算法。通过示例设计迁移策略的分析流程,仿真结果验证了所提模型和迁移策略的有效性。
    面向合成孔径雷达图像任意方向舰船检测的改进YOLOv3模型
    徐英, 谷雨, 彭冬亮, 刘俊, 陈华杰
    2021, 42(8):  1698-1707.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.014
    摘要 ( )   PDF (7258KB) ( )  
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    为实现合成孔径雷达(SAR)图像舰船检测能同时输出目标位置和方位角估计信息,提出基于改进YOLOv3的任意方向舰船目标检测模型。定义有利于模型参数回归稳定性的角度范围,根据垂直框和旋转框预测结果定义多任务损失函数。通过融合垂直框和旋转框预测结果进行目标方位角估计校正,以进一步提高检测性能。采用SAR舰船目标检测数据集(SSDD+)和高分辨率SAR图像数据集(HRSID)分别进行改进模型的性能测试和迁移测试。实验结果表明:对于SSDD+,当交并比为0.5时平均精度均值mAP0.5达到了0.841;对HRSID进行迁移测试时,mAP0.5能够达到0.530;当网络输入尺寸为416×416时处理一帧图像耗时约为25 ms;采用高分辨率可见光舰船数据集(HRSC2016)进行改进模型的适用性测试,mAP0.5为0.888,超过了部分已知模型的精度;该改进模型适用于纯海洋背景下SAR图像中的舰船目标检测,能够满足舰船目标检测的实时性需求。
    线栅参数对双锥-平面线栅水平极化辐射波模拟器的影响
    肖晶, 吴刚, 谢霖燊, 王海洋, 孙楚昱
    2021, 42(8):  1708-1715.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.015
    摘要 ( )   PDF (2991KB) ( )  
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    通过电磁仿真重点研究线栅天线金属拉线的疏密和线径对双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线辐射特性的影响。采用三维电磁仿真软件建立双锥-平面线栅天线的模型,在脉冲源和激励等参数相同的情况下,设单侧线栅天线拉线根数分别为24根、48根、96根和192根,研究不同条件下辐射场的特性,分析不同疏密栅板天线的作用机理;令金属拉线的半径在1~40 mm之间变化,研究拉线线径对辐射场的影响;估计该型模拟器的实验区域。结果表明:双锥中心正下方测点基本不受线栅疏密程度和拉线线径的影响,其他位置上,线栅疏密主要影响电场水平极化分量的前沿和峰值,线栅越疏,前沿越小,峰值越低;对于给定测点,当拉线根数由24根增加到192根时,峰值变化率约5%,前沿变化率约10%,随着拉线根数增加,峰值变化率逐渐减小,根数超过96根后, 峰值基本不变;拉线线径对辐射场的影响可以不计。天线样机实验证明,当单侧极板拉线根数为48根时,距地面4 m高水平面上模拟器实验区范围为12 m×16 m.
    基于快速非局部均值和超分辨率重建的图像降噪算法
    李静, 刘哲, 黄文准
    2021, 42(8):  1716-1727.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.016
    摘要 ( )   PDF (13140KB) ( )  
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    针对实际图像噪声强度变化范围宽,目前已有的图像降噪算法多数只能用于处理范围有限的噪声情况,结合快速非局部均值和基于深度残差卷积网的超分辨率重建,提出一种适用于不同噪声强度的图像降噪算法。利用改进的非局部均值算法和Boxfilter滤波器对图像进行初步降噪,再通过深度残差卷积网络对初步降噪的图像实现端到端的低分辨率图像超分辨重建。仿真实验结果表明:当噪声强度分别为15、25、40、50、60时,相比于其他经典降噪算法,新算法能获得更高的峰值信噪比和结构相似性,且随着噪声强度的升高,优势越来越明显;新算法适用于已知噪声水平的降噪,也适用于盲噪声降噪,且盲降噪性能优于其他经典降噪算法;此外,该算法还可以更好地恢复图像细节,产生较好的视觉效果。
    水下垂直发射航行体尾空泡振荡演化特性
    权晓波, 尤天庆, 张晨星, 王凡瑜, 孔德才
    2021, 42(8):  1728-1734.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.017
    摘要 ( )   PDF (2310KB) ( )  
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    为研究水下垂直发射航行体尾空泡的瞬态振荡演化特性,及其对航行体流体动力、航行体上游流动的影响,基于势流边界元,提出了附着尾空泡航行体流场的瞬态计算方法。通过对垂直向水面运动的尾空泡瞬态振荡过程开展数值计算,分析尾空泡振荡对上游物面压力、沾湿区阻力以及空泡发展3方面的影响规律。结果表明:尾空泡振荡会引起上游物面压力在随环境静压下降的同时叠加一定幅值的压力波动,压力波动在空间上呈近似指数分布,越接近尾空泡的位置,压力波动越大;尾空泡振荡使得航行体沾湿区的阻力呈现在振荡中逐渐增大的变化趋势;尾空泡的振荡会导致肩空泡发展速度相比无振荡状态减缓,同时泡内压力和末端回射压力峰值偏大。
    复域压缩感知近场声图测量方法
    陈新华, 郑恩明, 李嶷, 杨鹤, 周权斌
    2021, 42(8):  1735-1743.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.018
    摘要 ( )   PDF (4876KB) ( )  
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    针对频域压缩感知近场声图测量方法性能下降的问题,基于阵列信号处理中相移与时延关系,按近场扫描位置在复域对各通道数据进行时延补偿和相关处理,建立复域感知矩阵和观测序列构建方法,提出复域感知矩阵近场声图测量模型。以数值仿真和某近场目标定位试验中测得数据为案例,将该模型与频域压缩感知模型处理结果进行对比。结果表明,相比频域压缩感知方法,通过改变观测序列和感知矩阵构建方式,最低信噪比的适应性得到近10lgM dB(M为通道数)的提升,提高了近场声图测量性能。
    同振式矢量水听器耐压球壳优化设计
    王超, 王文龙, 孙芹东, 孙文祺
    2021, 42(8):  1744-1752.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.019
    摘要 ( )   PDF (6623KB) ( )  
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    针对深水矢量水听器的结构耐压问题,推导外压球壳最大应力公式,分析同振式球形矢量水听器的材料和尺寸对其声学性能和耐压性能的影响。基于此,给出一种最小平均密度薄壁耐压球壳的设计方法。从典型深海工程材料中优选7075T6铝合金材料,设计、制作一型设计耐压深度3 000 m的同振式球形矢量水听器。对该水听器耐压结构进行了有限元仿真,并对其灵敏度、指向性和耐压能力进行了测试。结果表明:该矢量水听器具有良好的余弦指向性,500 Hz处灵敏度为-188 dB, 能够耐受37.5 MPa外压;最小平均密度薄壁耐压球壳的设计方法及工程样机设计方案是合理和可行的。
    冲击波和破片群联合作用下高强聚乙烯/泡沫铝夹芯复合结构毁伤响应特性
    程远胜, 谢杰克, 李哲, 刘均, 张攀
    2021, 42(8):  1753-1762.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.020
    摘要 ( )   PDF (5670KB) ( )  
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    为提高舰船在冲击波和破片群联合作用下抗毁伤能力,提出一种新型高强聚乙烯/泡沫铝夹芯复合结构,旨在采用TNT炸药和预制破片的方式开展其在联合作用下毁伤响应的数值研究。基于有限元软件LS-DYNA,模拟结构在冲击波和破片群联合作用下的动态响应过程,与典型工况的实验结果对比验证数值模型的可靠性。在此基础上,分析特征点的速度与加速度响应以及能量吸收特性,获得结构的毁伤响应特征,进一步探讨面板厚度配置对结构失效模式和塑性变形的影响。结果表明:夹芯复合结构加速度时程曲线中破片和上面板中心点加速度均存在两个明显的峰值,分别是由于破片撞击强度较大的上面板和高强聚乙烯芯层所引起;上面板和泡沫铝在复合结构整体塑性耗散功中占主导;等质量条件下,上下面板等厚的配置在上面板对于破片的速度衰减能力减弱不大情况下,下面板具有足够强的抗弯能力,使得下面板塑性变形最小,具有最优的抗联合毁伤性能。
    大口径火炮身管药室内膛裂纹电磁超声表面水平剪切波检测方法
    张金, 王学彬, 石文泽, 董子华, 邓海飞
    2021, 42(8):  1763-1770.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.021
    摘要 ( )   PDF (6577KB) ( )  
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    大口径火炮身管药室内膛在射击过程中承受高温高压,易产生网状多裂纹,对安全性能造成隐患,但传统检测手段对内壁清洁度要求较高,且检测周期长。为此,提出基于电磁超声表面水平剪切波(SH波)的身管药室内膛裂纹检测方法,对缺陷进行检测。建立表面SH波电磁超声换能器的辐射声场有限元模型,分析永磁体长度和对数对辐射声场的影响,对电磁超声换能器设计参数进行优化。在研究表面SH波声场特征的基础上,建立表面SH波在含有交叉裂纹的身管药室中传播的有限元模型,分析表面SH波与不同夹角裂纹缺陷的作用规律,并通过实验予以验证。结果表明,当使用12对长度为20 mm的永磁体制成的电磁超声换能器时,能够对10 mm×1 mm×2 mm的交叉裂纹进行检测,分析裂纹夹角与回波幅值的影响规律,为身管药室内膛多裂纹检测提供了可靠依据。
    基于NSGA-Ⅲ算法的集群目标来袭火力分配建模与优化
    聂俊峰, 陈行军, 苏琦
    2021, 42(8):  1771-1779.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.022
    摘要 ( )   PDF (3129KB) ( )  
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    火力分配建模与优化作为集群目标来袭防御任务规划的关键环节,对提高防御效果、保证任务完成质量具有重要意义。针对集群目标来袭防御策略呈现出由传统点对点饱和攻击向合理火力覆盖转变的基本趋势,建立以攻击效益最大、自身剩余价值最大、武器消耗最小为目标函数,以毁伤门限、武器资源总数和0-1整数约束为约束条件的集群目标火力分配模型;提出基于非支配排序遗传算法-Ⅲ(NSGA-Ⅲ)的集群目标来袭火力分配优化框架,给出具体的优化流程;面向想定的作战任务进行仿真实现,并通过收敛性指标和间距指标对NSGA-Ⅲ算法与第2代强度Pareto进化算法、NSGA-Ⅱ算法的性能进行对比分析。结果表明,NSGA-Ⅲ算法各项性能更优,能够更有效地解决集群目标来袭火力分配建模与优化问题。
    基于“OODA”环的分布式协同作战武器编配方案
    陈清霖, 田鸿堂, 王鹏, 冷淑香, 肖作林
    2021, 42(8):  1780-1788.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.023
    摘要 ( )   PDF (3301KB) ( )  
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    以综合作战效能为评判依据,以“OODA”环为基本模型,研究了不同作战任务下分布式协同作战装备编配方案的优化方法。建立分布式协同作战效能指标体系,并基于指数法对底层作战能力值进行了计算;分析“OODA”环涉及的作战能力,确立“OODA”环作战效能的评估模型;综合考虑“OODA”环的作战效能值和装备体系的抗毁能力,创建装备体系综合效能评估模型以及武器编配方案整数规划模型;结合具体算例,研究了装备在执行侦察任务和侦察与打击一体化任务时的最优编配方案,验证了该方法的可行性与有效性。
    综述
    含装药缺陷的固体火箭发动机性能评估综述
    高峰, 张泽
    2021, 42(8):  1789-1802.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.024
    摘要 ( )   PDF (1474KB) ( )  
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    装药缺陷是影响固体火箭发动机安全工作的重要因素。为确保安全发射,需对装药缺陷所造成的发动机性能偏差进行分析,从而对发动机的工作性能作出评估。鉴于装药缺陷行为的复杂性,目前尚未建立起完善的评估体系。基于固体火箭发动机装药缺陷行为,综述裂纹和脱粘扩展的理论与试验研究方法,包括起裂准则研究、影响扩展的因素研究及推进剂材料断裂性能研究;分别从燃气进入裂纹的边界条件和燃气传播对裂纹扩展影响两方面,综述药柱裂纹与燃气相互作用机理的研究现状;为达到对含装药缺陷的固体火箭发动机完整工作过程进行数值仿真的目的,分别从燃面退移计算方法、流体-热-固体耦合计算方法和缺陷扩展计算方法3个方面,对含装药缺陷的固体火箭发动机数值计算研究进行了总结与分析,以期得到含装药缺陷的发动机工作性能数值指标,从而为发动机性能评估工作提供参考;对于装药缺陷行为研究及数值计算方法的发展作了展望,对我国含装药缺陷的固体火箭发动机性能评估工作提供一些有意义的启示。
    研究简报
    基于应变测试系统的二级轻气炮活塞运动测量
    赵奇峰, 李运良, 李进, 张向荣, 朱玉荣, 谭书舜, 张子栋
    2021, 42(8):  1803-1808.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.025
    摘要 ( )   PDF (2352KB) ( )  
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    为了研究活塞在二级轻气炮泵管中的运动过程,利用应变测量技术对活塞运动规律进行测量研究。通过对57 mm/10 mm二级轻气炮泵管外壁按一定距离布设应变片测点,对轻气炮发射过程中的活塞运动导致泵管环向应变进行监视测量,直接得到典型实验条件下活塞运动过程中的内弹道压力变化,并通过推导得到活塞运动时程及位移与弹底压力的关系。结果表明:实验得到的活塞速度、位移之间关系与相关理论计算结果吻合良好,验证了该方法研究活塞在轻气炮内弹道运动规律的可行性,为优化轻气炮内弹道程序参数和提高二级轻气炮的发射性能提供实验支持。