超空泡射弹异步并联入水流场与运动特性研究EI北大核心CSCD

为研究超空泡射弹异步并联入水性能,基于Fluent流体仿真软件,采用有限体积法、VOF多相流模型以及重叠网格技术建立了超空泡射弹异步并联入水数值方法,利用高速摄影机及轻气炮进行了单发射弹高速入水试验,通过对比仿真结果与试验结果验证了数值方法的可靠性。在此数值方法的基础上,分别对弹丸初始纵向间距为0,0.5,1.0,1.5,2.0及3.0倍弹长时并联超空泡射弹入水的过程进行了数值模拟,并对比分析了不同纵向间距下两发射弹的流场特性与运动特性。研究结果表明,异步并联弹丸空泡间的耦合关系与同步并联相比变化明显。当初始纵向间距为0.5倍弹长时,弹1空泡受到弹2空泡的剧烈挤压,弹1右侧刺破空泡发生一次尾拍;当初始纵向间距为3.0倍弹长时,弹2受弹1空泡干扰明显,入水后期弹丸完全失稳。相比起同步并联,异步并联时弹2所受入水冲击载荷较小,并且随着初始纵向间距由0增加到3.0倍弹长,弹2所受入水冲击载荷呈现递减趋势。     

超空泡射弹异步并联倾斜入水空泡演化与运动特性分析

基于VOF多相流模型与重叠网格技术建立了超空泡射弹异步并联倾斜入水数值方法,利用单发射弹倾斜入水实验对数值方法的有效性进行了验证,在此基础上,分别对不同初始间距及入水顺序下前后两射弹的空泡演化与运动特性进行了数值模拟与分析。研究结果表明：对于前发射弹,在初始间距为0.5倍弹长时,由于受到后发射弹空泡剧烈挤压,前发射弹无法产生完整空泡包裹弹体,运动受到严重影响并最终失稳;同时,前发射弹自上侧入水与自下侧入水相比,其空泡受到的挤压程度更大,沾湿更早且失稳更快;随着初始间距的增大,前发射弹附近空泡受后发射弹的影响减弱,2种入水顺序下均运动平稳。对于后发射弹,由于前发射弹空泡的持续作用,其空泡始终不对称,运动稳定性受到影响,在间距为0.5倍弹长时向内侧偏转失稳,在间距为1倍弹长时运动平稳,间距为2倍和3倍弹长时向外侧偏转失稳,且2种入水顺序下运动规律基本一致。     

小型系留气球收卷控制技术研究

为了提高小型收放装置收卷控制的精细化程度,对收放装置工作状态进行了详细分析,得到收卷电机负载变化规律,发现有效负载转矩和卷筒惯性转矩为收卷电机主要负载。研究了自动张力控制和闭环张力控制2种控制方案,搭建了实验验证平台对2种控制方案进行实验验证。实验结果表明,2种收卷控制方案稳定可靠、易于实现,对类似系留气球收放装置收卷控制设计具有重要参考意义。     

系留气球自动解系控制技术研究

为提高系留气球解系自动化程度,降低其对操作人员的依赖,提高系统安全性、可靠性和稳定性,设计了一种变参数的自动解系控制方案。基于三点调平控制理论,将绞盘速度分解为升空和调平2个独立分速度实现气球保姿态解系。依据系统扰动特点,设计了可变参数的一阶滞后滤波算法对姿态传感器角度值进行滤波,达到正仰角下平稳性优先,负仰角下灵敏度优先滤波效果。经实验验证,此自动解系控制方案稳定可靠,便于实现,对类似系留气球解系控制系统设计具有重要参考意义。     

永磁式冲击加载缓冲器设计

基于火炮冲击加载试验台的工作原理,为使模拟试验中作用于被试火炮上的冲击载荷更符合实弹射击时的载荷要求,在冲量发生器与被试火炮之间设计安装了缓冲器。通过缓冲器的作用,避免了两结构间产生高峰值的撞击载荷,进而使传递给后坐部分的载荷更接近于火药燃气产生的炮膛合力。根据火炮动态后坐模拟试验的需求,提出了一种Halbach阵列永磁式电涡流缓冲器结构。利用二维轴对称电磁场有限元瞬态分析方法建立永磁式电涡流缓冲器受力分析计算模型,将仿真计算结果与实弹射击试验数据相对比,得出了冲击加载试验中被试火炮后坐运动与实弹射击后坐运动趋势相一致且误差满足设计要求的结论。     

基于CDC的高精度工作平台电子自动安平系统

为了设计一种低成本、高精度的工作平台电子自动安平系统,本文选用高灵敏度电容式倾角传感器对工作平台倾斜度进行实时监测,利用高集成度电容数字转换器(CDC)芯片AD7746直接将传感器的电容信号转换成数字量,通过I2C总线交由高性能单片机ADuC841处理。单片机通过自带的双路PWM输出对直流电机进行PID调速,调节扫平台倾斜度,使其保持水平,实现仪器自动安平功能。本文的电子自动安平系统具有实现简单、灵敏度高的优点,可应用在许多仪器及设备中。     

低电压高精度低噪声运算放大器AD8656／AD8655及其应用

AD8656／AD8655是美国模拟器件公司推出的低噪声精密CMOS运算放大器。该器件采用＋2．7～＋5．5V低电压供电，很适合应用在便携式仪器仪表、音频、通信和医学系统设计中。文中主要介绍了AD8656／AD8655的主要特点及其应用设计方法。     

ADXL203型双轴加速计在倾斜度测量中的应用

详细介绍了ADI公司高精度双轴加速计ADXL203的结构及原理,给出它与ADuC847组成的倾斜度测量硬件电路,并对电路的具体参数进行了分析.     

超空泡射弹并联入水多相流场与弹道特性研究

弹丸并联入水工况在实际作战环境中时有发生,然而针对超空泡射弹并联入水的研究较少。基于重叠网格技术,采用RANS方程、Schnerr-Sauer空化模型、Realizable k-ε湍流模型对超空泡射弹入水过程进行数值模拟,计算值与试验数据吻合情况良好,验证了数值方法的有效性。对不同弹丸间距及不同初速下的超空泡射弹开展多工况数值模拟,详细分析并联超空泡射弹的入水流场特性及弹道特性。研究结果表明：弹丸间距过小将对弹道稳定性产生不利影响;初速一定时,弹丸间距越小,弹丸产生的空泡对称性越差,弹丸所受横向力越大,弹道稳定性越差;弹丸间距越小,弹丸内侧沾湿现象越明显,速度衰减越快;随着弹丸间距的增大,弹丸之间的干扰将逐渐减弱,当弹丸间距增加到3D时,两弹丸之间几乎无干扰。     

具有视觉及面部表情的仿人头像机器人系统设计与研制

设计并研制了具有面部表情和对人类表情识别机能的仿人头像机器人系统.该机器人具有弹性面部皮肤机构,能够实现从CCD图像采集装置获得人类的自然、开心、生气、悲伤、惊讶、厌恶等表情图像,然后进行表情识别,并根据识别结果,对机器人面部皮肤和头部器官进行运动控制再现表情;提出了用于实现机器人表情再现控制的表情特征点偏移量及偏移系数概念和计算方法,解决了图像不同比例、人与机器人面部差异情况下机器人表情再现控制问题;实验结果表明,该机器人能够逼真地再现出所识别的人类6种基本表情.