摘要：提出并实现了一种基于机器学习的PID智能控制策略下的数值虚拟飞行算法,结合Basic Finner导弹标准模型算例,对所提出算法进行了验证和评估分析,表明本文算法可行,并具有良好的应用前景。首先,搭建了一种基于重叠动网格技术的CFD/RBD耦合数值虚拟飞行仿真模型。针对Basic Finner导弹的标准工况进行了无控自由飞行状态的数值飞行模拟,并结合实验结果对所构建的数值虚拟飞行仿真算法进行了验证和评估,表明所采用的数值模拟算法可用于数值虚拟飞行环境下的智能控制参数设计与仿真评估;其次,结合数值虚拟飞行过程对飞行器气动、姿态和位移等参数的实时控制需求,提出了一种基于BP神经网络算法的PID参数在线学习的智能控制器,并针对Basic Finner导弹的俯仰通道,分别对传统PID控制策略和智能PID控制策略下的导弹自由释放后的俯仰角快速稳定控制过程、阶跃式和正弦式俯仰角输入下的导弹跟踪控制过程进行了数值虚拟飞行仿真模拟。研究表明,基于BP神经网络的PID智能控制器能够根据所获得的实时飞行参数,实现控制参数的在线学习和自我优化、调整,相比于传统PID控制器,对于不同输入工况表现出良好的适应性,所关注的控制变量的超调量、上升时间、过渡时间、稳态误差等性能指标均有很大的提高,学习效率越高,则系统响应速度越快,超调量也越大,稳定误差越小。

摘要：飞行器的空间位置、飞行速度、飞行姿态等都是随时间变化的,导致对其飞行过程进行模拟仿真非常困难,在跨声速穿越飞行阶段中面临的问题更加复杂。为探究飞行器在跨声速穿越过程中,时变马赫数效应引起的非定常绕流特性和影响机理,本文以NACA0012翼型为研究对象,采用动态嵌套网格的思想,对飞行器跨声速穿越过程中的时变马赫数效应问题进行数值虚拟飞行仿真,对翼型跨声速穿越飞行过程中的气动特性和压心等的变化规律和机理进行探讨。研究结果表明,跨声速穿越飞行过程中的气动特性非线性变化、气动压心位置的振荡特性与流场激波的位置、激波/附面层干扰、飞行速度与攻角参数等有关。对于定常模拟的穿越过程,升力系数和俯仰力矩系数随马赫数的增加呈现“两升两降”的趋势,随飞行攻角的增加,凹坑区域范围扩大;阻力系数在跨声速区出现阻力发散现象,随着攻角增加,对应的阻力发散马赫数减小;翼型气动压心在亚声速区基本稳定在x/c=0.246的位置,跨声速区的压心位置振荡幅度随攻角增加而减弱;超声速区的气动压心位置基本稳定在x/c=0.454的位置处。在非定常穿越过程中,气动特性的变化趋势与定常穿越非常类似,但跨声速区域的气动特性变化规律和气动压心振荡特性具有明显的加速度迟滞效应。飞行加速度越大,迟滞现象越明显;气动压心位置的振荡幅度随攻角和加速度的增加而减弱。本文研究结论可以为飞行器跨声速飞行控制系统设计、跨声速气弹稳定性和操纵性能评估等相关研究提供借鉴和参考。

摘要：针对我国运输类飞机设计与发展的实际需要,开发设计了一种高效的复杂外形气动力计算与分析软件ATTF(Analysis Toolkit for Transonic Flows)。软件采用结构化多块计算网格,通过求解Navi-er-Stokes方程,实现三维复杂外形粘性绕流流场的数值模拟。控制方程的求解采用Jameson中心有限体积+人工粘性格式,并采用显式五步Runge-Kutta格式进行时间推进求解。方程求解采用了当地时间步长、变系数隐式残值光顺以及多重网格等多种加速收敛措施。程序采用动态内存管理技术以提高计算机有限内存的利用率。在确保控制信息和边界信息准确无误、内存容量允许的条件下,同一个可执行文件可以用于不同几何外形、不同网格规模和拓扑结构的流场数值求解。为检验ATTF程序的计算效率和稳定性,验证其对于复杂外形气动力特性的预测和评估能力,文章针对DLR-F6带短舱挂架的跨声速宽体运输类飞机外形进行了数值模拟与计算,并与风洞试验结果、CFL3D和TRIP2.0的计算结果进行了分析对比,结果显示ATTF软件的计算结果是可靠的,其计算精度与国内外同类软件相当。

摘要：文章采用计算流体力学方法对多段翼型进行了结冰数值模拟研究。应用多块网格技术生成多段翼型网格。引入水滴流场的概念,通过求解空气-水滴两相流场的欧拉方法,获得翼型表面水滴收集特性。流场采用有限体积法及LU-SGS隐式时间推进数值求解,运用流场分区求解算法,完成了多段翼型绕流流场及水滴流场的数值求解。建立了冰层的法向增长模型,对冰形进行了预测。

摘要：初中美术课程教学分别由欣赏与评述、造型与表现、综合与探索、设计与应用四个板块组成,在组织教学时应注意安排教学内容,调动学生与绘画有关的情感、生活、思想等各方面知识,全方位启迪和激发学生对美术课学习的积极性。

摘要：鱼道是帮助洄游鱼类跨越河道内物理障碍的主要过鱼设施之一。针对鱼道结构优化试验耗时长、成本高的问题。该研究在物理试验基础上建立模拟鱼类运动的数值模型,基于竖缝式鱼道内齐口裂腹鱼的行为数据,结合机器学习和欧拉-拉格朗日智能体方法(Eulerian-Lagrangian-agent method,ELAM)建立了鱼类洄游路线预测模型。首先,将齐口裂腹鱼的游泳行为数据划分为3个数据集(顺流而下、侧向运动和逆流而上);然后,根据不同机器学习算法(XGBoost、K-近邻、梯度提升决策树、随机森林)分别构建游泳行为分类模型和游泳速度回归模型,并通过试验结果对比,筛选出最优模型;最后,结合ELAM的框架,构建鱼类洄游数学模型,模拟了齐口裂腹鱼在3种体型的竖缝式鱼道中的洄游路线。结果表明:基于随机森林建立的游泳行为分类模型和游泳速度回归模型预测效果最佳,游泳行为分类精度为0.804,召回率为0.794,F1得分为0.798,3个数据集的游泳速度回归的R2均大于0.75。研究所建立的鱼类洄游数学模型能够较好的预测齐口裂腹鱼的洄游路线,可为相关鱼类保护措施的设计和优化提供参考。

摘要：以某大口径火炮弹药输送车的供补弹系统研制为背景,从结构动力学的角度出发,对向输送车补弹过程中抓弹机的工作时序进行了动力学仿真分析及优化。在优化中,以各时序的时长为设计参数,并将抓弹机的补弹过程分为负载时序和空载时序,结合对其工作过程的分析,将工作循环的总用时、负载时序中的关键部件受力及响应作为优化目标,以各时序所需驱动力不超过原设计方案为约束,求解得到优化后的补弹时序过程。优化结果表明,在不改变原设计方案的结构的前提下,优化后的时序方案的总用时从7.4 s缩短到7.2 s,弹丸晃动减少了66.0%,抓弹手不同位置的受力降低了11.2%~16.1%,新的时序方案能够在缩短总时长的同时使补弹过程更加平稳。该优化方法同样适用于抓弹机供弹、补药机补药供药以及主炮内供输弹机构等各类相似机构的工作过程的时序设计。

摘要：河道内鱼类上溯路径不唯一,聚集位置更是难以预测,对鱼类上溯行为进行有效引导有助于提升过鱼设施进口的效率。为此,该研究提出了一种导鱼堰的概念和设计方法,结合姚家坪水电站的过鱼设施,利用流场三维数值模拟、鱼类洄游(active fish migration,AFM)模型和实鱼试验对导鱼堰的效果进行评估。结果表明:姚家平水利枢纽工程的导鱼堰上下游水面落差为0.36~0.40 m,过堰水流流速可达1.5~2.8 m/s,形成阻鱼的屏障,并在导鱼堰下游侧形成了诱导鱼类向集鱼渠进鱼口游动的唯一低流速上溯通道,鱼类聚集点趋于唯一,验证了导鱼堰方案的合理性。利用鱼类洄游模型对导鱼堰的导鱼效果进行预测,结果表明,下游高水位和低水位2种工况下,90%以上的鱼类游动路径均表现出相似的规律,鱼类沿河道右岸和导鱼堰下游侧的低流速通道上溯,并最终聚集在集鱼渠的进鱼口处。放鱼试验中试验个体全部进入集鱼渠,结果进一步证实导鱼堰可以有效引导鱼类游动路线,并在集鱼渠进鱼口处形成唯一的聚集区。本文提出的导鱼堰丰富了生态水工建筑物的形式,可为过鱼设施进口的水力设计及下游河道的局部整治提供参考。

摘要：仿自然鱼道是重要的鱼道布置方式之一,其特点是利用当地河床材料构建透水性卵石隔墙,以便更好地模拟出天然河流流态。为了定量分析透水性卵石墙对鱼道水力特性的改善效果,该文针对采用卵石隔墙与不透水隔墙的鱼道水力特性进行对比研究。结果表明:采用卵石墙的仿自然鱼道,池室内流态丰富,过鱼口处流速分布差异明显,表底流速差达到0.43~0.61 m/s为多种鱼类上溯提供了可能。池室内主流区分布较宽,紊动能较大达0.06~0.12 m2/s2,同时回流区减弱,有利于鱼类找到主流,实现上溯。卵石隔墙的不足之处是鱼道耗水流量相对较大达2.86 m3/s,在工程设计中需要综合考虑卵石墙透水特性与耗水流量之间的平衡关系,找到适宜的布置方案。该研究可为仿自然鱼道的水力设计提供参考。

摘要：采用文献资料法、逻辑分析法、调查法和比较法,对中美两国高校体育院系的课程设置的结构性特征进行了比较与分析。揭示了当前国内外高校体育院系,即使是相同专业,在人才知识结构及能力培养的设计上仍存在着较大的差异。同时指出我国的高等院校体育院(系)体育教育专业所设课程,在主要特征上存在着:重实践轻理论;重技术轻学术;重自然科学轻社会科学;重传统的竞技运动项目,轻非竞技类的体育运动管理组织技能;重知识传习轻能力培养;重必修课轻选修课等倾向。提出我国高校体育院系体育教育专业课程设置体系必须进一步改革与调整。