国家自然科学基金(61378077) 作品数:10 被引量:22 H指数:3 相关作者: 许东 谭晓颂 黄选平 刘乙君 吴颂平 更多>> 相关机构: 北京航空航天大学 北京航天自动控制研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 航空宇航科学技术 自动化与计算机技术 电子电信 兵器科学与技术 更多>>
高速飞行器热流固耦合光传输分析 被引量:2 2016年 气动环境下,光学头罩与来流之间的热流固耦合作用形成的非均匀折射率场将严重干扰光线传输。针对这一问题,首先通过求解Navier-Stoker方程,得到流场各项参数的分布,并对光学头罩进行热流固耦合分析。然后采用光线追迹法模拟光线从目标到达探测器面的传输路径,计算光程差。最后通过像质评价函数分析其对成像质量的影响。结果表明:随着飞行速度增大,耦合折射率场对光传输的影响增大,光学系统成像质量严重下降。 谭晓颂 许东关键词:光传输 气动光学 光线追迹 星空背景下红外弱小目标的快速检测 被引量:7 2017年 为了实时检测天基平台上超远距离成像的星空背景下红外弱小运动目标,提出了一种基于时空域方向滤波和最小二乘预测的算法。首先,介绍了传统的方向滤波及时序上的双向滤波两者的频域理论推导,并经过对比说明了双向滤波的优点。接着,在双向滤波基础上,提出了一种新型方向滤波算法,并分析了新型算法在时耗方面的优势。然后,在分析新型方向滤波算法性能的基础上,说明了基于过门限率的图像分割方法。最后,介绍了最小二乘预测的理论,并给出了相应的跟踪算法。实验结果表明:目标的位置跟踪偏差平均约为1个像素,在图像大小为256×256像素的情况下,20帧图像的检测跟踪时间平均约为1.137 s。检测跟踪效果满足精度要求,检测时间也基本能满足超远距离成像红外系统的实时性要求。 蒲静松 许东 刘乙君 赵子杰关键词:弱小目标检测 目标跟踪 带激波针的高超声速飞行器多目标优化设计 被引量:5 2015年 为进一步提高激波针减阻和降热的效果,在i SIGHT优化平台的基础上,以阻力系数和热流最小为目标,对激波针外形进行了多目标优化设计,实现了整个优化流程的全自动进行。试验采用优化的拉丁超立方采样技术生成样本点,利用i SIGHT软件的集成功能,实现几何建模、网格划分、数值求解的自动化,并采用径向基神经网络建立近似模型。同时,使用NSGA-II算法进行多目标优化,获得了Pareto解集。最后通过对一个典型外形气动性能的数值求解,验证了此优化设计的优越性。 侯文新 吴颂平关键词:高超声速 多目标优化设计 ISIGHT 气动光学效应仿真系统设计与实现 2014年 针对高超声速飞行器气动光学效应及其校正研究的技术需求,设计开发了一套气动光学效应仿真系统,用于对气动光学效应进行全过程仿真。系统基于"模块化"、"可扩展"和"可视化"的设计思路,采用"仿真平台+数据库+功能插件"的系统实现方案,在Visual Studio 2008开发环境下,完成了气动光学效应仿真系统平台、数据库及相关功能插件的开发工作。系统支持用户根据自身需求自主编制仿真任务,并可在接口规范的约束下,自主定制功能模块对系统进行扩展。本系统可以为解决高超声速飞行器气动光学效应及其校正方法的理论研究与工程应用问题提供理论依据和技术手段。 包实秋 许东 黄选平 谭晓颂关键词:气动光学 仿真软件 模块化 可扩展性 多片弹翼反坦克导弹动导数数值计算 被引量:4 2016年 为估计一种多片弹翼反坦克导弹动态气动特性,改进现有的数值模拟计算飞行器动导数的方法。采用准定常方法,利用滑移网格技术模拟飞行器定常滚转运动流场。使用减缩频率法,通过更改来流条件,模拟飞行器的非定常俯仰振荡运动。在此基础上介绍了滚转、俯仰阻尼力矩的具体计算过程。将这些方法应用于标准验证模型和一种多翼反坦克导弹的动导数计算中。计算结果表明:用这些计算方法计算飞行器的动导数,具有精度高、效率高的特点,可以被工程应用所参考。 岳杰顺 吴颂平关键词:动导数 滚转 球形头罩高超声速绕流流场光传输数值仿真 2014年 气动光传输效应会影响导弹的制导精度,文中针对球形头罩的高速绕流流场进行了数值模拟,并对流场的光传输进行了仿真分析。首先求得绕流流场的密度分布,进而转化为非均匀变折射率场的分布;再利用光线追迹法求得光线的传输路径;最后计算得到光线通过湍流流场后的偏折量。结果表明:飞行马赫数越高,则头罩绕流流场的密度及折射率越大,光线的偏移量越大;同时,偏离头罩驻点位置越远,光线的偏移量也越大。 李欣 许东 黄选平关键词:高超声速流场 光传输 数值仿真 预处理方法在低速流动数值模拟中的应用 本文将一种添加了可调参数的低耗散预处理Roe格式——Pre-Roe()格式,通过处理结构化多块网格,将该格式的应用推广到三维低速流动的数值模拟之中。该格式对控制方程添加预处理矩阵,对无粘通量采用低速Roe格式并引入可调节... 王秦阳; 吴颂平;关键词:预处理 低速流动 文献传递 球锥形头罩高超声速绕流流场数值模拟 2013年 研究了不同飞行参数下球锥形光学头罩的高超声速绕流流场的数值模拟问题。首先,分别利用k-ε湍流模型和SA湍流模型求解N-S方程,获得了球锥形光学头罩绕流流场的模拟结果。然后,将模拟结果与风洞测试得到的实验数据进行比较分析。结果表明,在高马赫数、大迎角情况下采用k-ε湍流模型可以得到相对更准确的计算结果。最后,对流场的温度、压强、密度分布特性进行了分析,给出了球锥形头罩绕流流场的压强、温度和密度随飞行参数的变化规律。 许东 李欣 徐力 王亚辉关键词:流场 数值模拟 湍流模型 基于无穷单应阵的动态天基弱小目标检测 被引量:2 2018年 提出了一种基于无穷单应矩阵抑制动态天基背景的方法,为动态天基背景下的弱小运动目标检测提供了新思路。与以往方法不同,对于由成像卫星运动而造成运动的高频恒星背景,该方法首先利用惯性坐标系下成像卫星姿态及位置的变化,确定卫星平台运动对恒星成像的影响;然后,根据相机对无穷远点的成像原理,计算出不同时刻图像之间的单应矩阵以补偿背景恒星的运动;利用改进的中值滤波抑制低频地球背景,并结合三维时空方向滤波和卡尔曼预测实现对弱小目标的检测与稳定跟踪。实验结果表明,算法能对背景恒星运动准确补偿,抑制背景的效果(图像信噪比增益和背景抑制因子)为传统方法两倍以上,在背景抑制后对弱小目标进行有效检测,定位误差可稳定在半个像素以内。 张琦 许东 刘乙君关键词:红外图像 单应矩阵 弱小目标检测 卡尔曼滤波 基于背景纹影技术的随机介质折射率场测量 被引量:2 2017年 针对光线通过复杂流场时产生的光传输效应问题,提出了基于背景纹影技术的复杂折射率场测量方法,给出了根据粒子图像偏移量求解折射率场分布的计算方法和推导过程,并对该方法的分辨率与灵敏度进行了理论分析。在此基础上,对火焰上方折射率场的分布进行了实验测量,利用粒子图像测量(PIV)技术对实验图像进行处理。结果表明:实验测量得到的空气折射率最大值为1.000 29,最小值为1.000 09,测量有效值小于0.000 1。表明该方法具有较高的测量精度,能够有效实现复杂折射率场的实时精确测量。 高磊 许东关键词:随机介质