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宇航总体技术
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双月刊

宇航总体技术/CSTPCD
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    基于连续凸近似的多阶段弹道重规划求解算法

    谭宇霄彭博邓智斌王宇...
    1-9页
    查看更多>>摘要：运载火箭弹道重规划问题是航天工程中至关重要的问题之一.目前运载火箭弹道重规划方法尚未对特定的多阶段弹道优化模型的特殊结构进行深入挖掘,计算效率有待进一步提升.通过建立多阶段弹道重规划问题模型,开展模型结构特性分析,最终在连续凸优化近似框架下构建了高效的定制化内点算法,以实现高精度、高鲁棒性的多阶段弹道重规划问题在线求解.仿真实验的结果表明,对典型火箭发射的SSO和GTO弹道,定制化内点算法的运行时间与传统算法相比分别减少了 37.41％和47.86％,大幅提升了计算效率.

    弹道重规划连续凸近似定制化内点算法

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    多级助推-入轨飞行器上升段高效高精度弹道优化设计

    杜文豪齐欢
    10-14页
    查看更多>>摘要：研究了采用多级固体火箭发动机的助推-入轨式飞行器的上升段弹道优化问题.为了创造有利的轨道段初始条件,助推段的终端状态被严格约束;多级助推会导致总飞行时间可变,以及质量的突变.针对这一类具有强终端约束的,且截止时间未知的,多段非线性不连续最优控制问题,使用hp自适应的Radau伪谱法获得了合适的结果,并通过与参数优化的对比分析,验证了伪谱法在计算效率以及最优性方面的优势.

    助推段弹道优化最优控制Radau伪谱法

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    增材制造自支撑蒙皮点阵结构设计方法与应用研究

    段晟昱谢金鑫石玉红刘彬...
    15-23页
    查看更多>>摘要：结构的轻量化设计在航天工程中具有重要意义,增材制造与点阵结构的结合可有效实现航天器结构的轻量化.提出了面向增材制造蒙皮点阵结构的设计方法,该方法通过拓扑优化与蒙皮点阵填充,在保证结构刚度的情况下实现结构减重,基于蒙皮边界位置点阵胞元的八叉树细化实现蒙皮点阵结构的自支撑.采用提出的设计方法针对航天器惯组梁结构开展了轻量化设计研究,实现了结构减重超过40％.通过激光选区熔化工艺制备了新型自支撑蒙皮点阵惯组梁结构,仿真分析与试验结果表明,新型蒙皮点阵结构相较传统惯组梁结构在大幅减重的同时表现出更优的刚度特性.研究提出的增材制造自支撑蒙皮点阵设计方法为航天器结构的轻量化设计提供了新的技术途径.

    增材制造蒙皮点阵结构轻量化设计自支撑设计

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    轨道机动空间飞行器对地观测在轨任务规划

    苗悦陈升泽白云飞刘富豪...
    24-32页
    查看更多>>摘要：面向地面紧急观测需求,针对轨道机动空间飞行器,开展在轨任务规划问题研究.构建轨道机动空间飞行器对地面多个目标区域进行观测的在轨任务规划应用场景,对空间飞行器对地目标观测的约束条件进行分析与建模,基于约束模型及兰伯特变轨提出两种在轨任务规划算法,验证了所提算法具备快速准确性以及合理可行性.相关研究成果可为空间飞行器在轨任务规划提供参考.

    空间飞行器在轨任务规划轨道机动

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    基于非结构网格的燃气流场算法程序实现及应用

    李航波陈劲松王帅
    33-41页
    查看更多>>摘要：利用有限体积法对非结构网格下的瞬态Euler方程进行离散,自主开发了基于密度基算法的流场计算程序,并在非结构网格下使用满足TVD(Total Variation Diminishing)性质的二阶格式得到界面上的变量值.采用 Roe-FDS 和 AUSM+(Advection Upstream Splitting Method+)迎风格式进行通量计算,并通过二维Sod管、前台阶激波反射算例验证了算法的可靠性.将算法推广至三维,并对冷态和热态空气自由喷流进行了计算,得到轴线马赫数分布曲线,对比得到不同格式的计算结果.结果表明,结合二阶格式的AUSM+算法在推广至三维非结构网格后耗散仍大于商业软件结果,但二阶Roe算法的结果耗散小于商业软件计算.

    燃气流场TVDAUSM+Roe非结构网格

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    基于高保真建模的薄壳稳定性仿真修正及应用研究

    傅鸿飞徐卫秀杨帆王法垚...
    42-49页
    查看更多>>摘要：受初始几何缺陷等因素影响,薄壁圆柱壳稳定性失效承载能力需要在理论模型分析结果基础上进行折减修正.基于试验的折减修正系数难以考虑结构细微差异,往往取值相对保守.面向不同工艺成型方案、不同规格尺寸的薄壁壳体,分析了实测产品的几何缺陷规律,采用实测几何缺陷高保真建模分析方法,开展了承载能力仿真修正技术研究.在实测性能下,结合各类产品的强度破坏试验,验证了分析方法的准确性;基于仿真分析方法,对不同成型工艺下的同类薄壁壳体开展了几何缺陷引起的折减系数预估;最终明确了不同结构工艺与尺寸规格结构承载折减系数的量化差异.实现了基于高保真分析对薄壁圆柱壳稳定性承载进行"精准定位"修正的 目标.

    几何缺陷薄壁结构仿真分析修正系数

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    复杂铁磁性腔体结构退磁过程磁场仿真研究

    郭涛于海涛朱学伟靳阿桥...
    50-57页
    查看更多>>摘要：基于计算电磁学仿真方法,研究了复杂铁磁性腔体结构退磁过程中的磁场时变特性.通过建立复杂铁磁性腔体结构和磁场发生线圈的仿真模型,分析和解释了影响磁场时变特性的主要因素,包括涡流效应、磁滞效应、复杂铁磁性腔体结构的材料属性以及结构缝隙连接等.探讨了典型位置点的磁场幅值及其内部磁场随时间的变化情况,模拟了涡流在动态退磁过程中的演化运动.研究发现,上述因素在退磁过程中对复杂铁磁性腔体结构内部磁场产生显著影响,而且其影响相互交织,形成了复杂的时变特性.通过理论分析和数值模拟,揭示了这些影响的机制和规律,研究结果为优化退磁过程、提高退磁效果以及设备级的磁场防护指标和防护设计提供了重要参考.

    铁磁性腔体退磁涡流效应磁滞效应磁场分布

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    基于压电传感器的螺栓松动智能监测技术研究

    杜飞田镇熊徐超庞科技...
    58-65页
    查看更多>>摘要：螺栓连接易于组装和承载能力强,被广泛用于飞行器部组件连接.由于设计和安装不当、服役载荷和环境影响,螺栓连接容易失去预紧力.螺栓连接松动会降低结构的可靠性,甚至导致结构失效.准确监测螺栓预紧力对于确保飞行器结构的可靠性和安全性具有重要意义.超声导波和机电阻抗技术是常用的结构健康监测方法.近年来机器学习技术,特别是深度学习技术迅速发展,受到了广泛关注.针对基于压电传感器的螺栓预紧力智能监测方法进行了综述,包括传统机器学习技术和深度学习技术的应用,梳理预紧力智能监测的发展现状和重要进展,为推动连接结构健康监测的技术发展和工程应用提供参考.

    螺栓松动超声导波机电阻抗机器学习深度学习

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    中子/γ射线混合辐射场屏蔽材料研究进展

    郑伟汤晓斌黎俊王祖军...
    66-72页
    查看更多>>摘要：屏蔽核辐射对保障相关人员身体健康和环境安全至关重要.在众多核辐射环境中,中子和γ射线穿透性最强,屏蔽难度最大.尤其随着辐射防护需求的不断提升,单一屏蔽材料如硼、聚乙烯、铅、钨等已无法满足现代辐射防护要求,而复合材料可以集各原材料优点,取长补短,实现综合性能的全面提升.概述了中子/y射线辐射损伤的物理机制,总结了近年来中子/γ射线混合辐射场屏蔽材料的研究进展,并展望了其在航空航天等领域的发展趋势.

    中子γ射线辐射损伤屏蔽材料

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