Моделирование и оптимизация в динамике специальных типов летательных аппаратов

Моделирование и оптимизация в динамике специальных типов летательных аппаратов

Автор: Данеев, Алексей Васильевич

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Иркутск

Количество страниц: 363 с. ил.

Артикул: 2637921

Автор: Данеев, Алексей Васильевич

Стоимость: 250 руб.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ДИНАМИКИ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТИПОВ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
1.1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНЫХ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ФОРМ.
1.1.1. Оптимизация форм тел в сверхзвуковом потоке
1.1.2. Оптимизация форм тел в гиперзвуковом потоке
1.1.3. Формы гел с минимальным тепловым потоком к их поверхности
1.1.4. Методы решения задач теории оптимальных аэродинамических
1.1.5. Применение некоторых методов оптимизации аэродинамических форм в одной задаче минимизации волнового сопротивления плоского крыла
1.1.6. Программные разработки по оптимальному проектированию летательных аппаратов.
1.2. АНАЛИЗ АДАПТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ, ИДЕНТИФИКАЦИИ И НАВИГАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ДИНАМИКЕ ЭКРА1ЮПЛАНА.
1.2.1 Ключевые понятия адаптации в контексте математических методов моделирования движения в пространстве.
1.2.2. Общее состояние вопроса идентификации линейных нестационарных динамических объектов
1.2.3. Анализ навигационной задачи полета экраноплана.
1.2.4. Постановка задачи синтеза адаптивного пространственноуглового
движения экраноплана с аналоговым рулевым приводом
ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ФОРМ СВЕРХЗВУКОВЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
2.1. АЛГОРИТМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ФОРМЫ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ,
ОБТЕКАЕМЫХ ПОТОКАМИ ГАЗА ПРИ
2.1.1. Оптимизация формы тел вращения с минимальным волновым сопротивлением в сверхзвуковых потоках газа.
2.1.2. Минимизация волнового сопротивления лобовой поверхности тел
вращения в сверхзвуковых потоках газа
2.1.3. Минимизация волнового сопротивления тел вращения с заданным углом наклона образующей меридионального сечения в концевой точке.
2.1.4. Оптимизация формы тела вращения с минимальной электронной концентрацией в гиперзвуковых потоках газа
2.1.5. Оптимизация формы тела максимального аэродинамического
качества в гиперзвуковых потоках газа
2.2. ДВУХКРИТЕРИАЛЬНЫЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ О ТЕЛАХ
ВРАЩЕНИЯ В ПОТОКАХ ГАЗА.
2.2.1. Постановки задач.
2.2.2. Формы тел вращения минимального волнового сопротивления в сверх и гиперзвуковых потоках газа.
2.2.3. Оптимальные формы тел вращения, по условиям волнового сопротивления и конвективной теплопередачи в сверхзвуковых потоках газа
2.3. ТРЕХКРИТЕРИАЛЬНАЯ ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ ЗАДАЧА О ТЕЛАХ
ВРАЩЕНИЯ В СВЕРХ ГИПЕРЗВУКОВЫХ ПОТОКАХ ГАЗА
2.3.1. Постановка задачи.
2.3.2. Уравнение необходимого условия экстремума задачи
2.3.3. Асимптотика первых приближений при малых значениях приоритетных параметров
2.3.4. Форма меридионального сечения.
ГЛАВА 3. ВЫСОКОТОЧНОЕ НАВЕДЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И АПОСТЕРИОРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИХ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ДИНАМИКИ
3.1. ПРИНЦИП СРАВНЕНИЯ В ЗАДАЧЕ ВЫСОКОТОЧНОГО НАВЕДЕНИЯ
3.1.1. Постановка задачи
3.1.2. Построение системы сравнения для семейств снижающихся баллистических движений
3.1.3. Анализ устойчивости целевого множества в пространстве состояний системы сравнения
3.1.4. Условия реализуемости высокоточного наведения.
3.2. ПРИНЦИП МАКСИМУМА ЭНТРОПИИ В ТЕСТИРОВАНИИ
0 СТРУКТУРНОГО СВОЙСТВА ЛИНЕЙ1ЮСТИ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ
УПРАВЛЯЕМОЙ СИСТЕМЫ
3.2.1. Постановка задачи.
3.2.2. Вариационное отношение РелеяРитца и принцип максимума энтропии в анализе структуры дифференциальных моделей
3.2.3. Моделирование линейной структуры динамики системы при конечном ансамбле пар траектория, управление.
ГЛАВА 4. ОПТИМАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА И ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННОУГЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ ЭКРАНОПЛАНА
4.1. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ПОДХОД В ЗАДАЧЕ ОПТИМАЛЬНОГО ФОРМИ
РОВАНИЯ ТРАЕКТОРИИ IЮЛЕТА ЭКРАНОПЛАНА.
4.1.1. Математическое моделирование конфигурационных препятствий .
4.1.2. Выделение базовых запретных областей
4.1.3. Определение субоптимальных вариантов траекторий.
4.1.4. Уточнение базовых путей.
4.1.5. Выбор оптимальной траектории
4.2. ОПТИМАЛЬНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ УГЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ
ЭКРА1ЮПЛАНА С АДАПТИВНЫМ РУЛЕВЫМ ПРИВОДОМ.
4.2.1. Вывод уравнений возмущенного движения. Постановка задачи
ф синтеза базового алгоритма стабилизации.
4.2.2. Синтез оптимального алгоритма стабилизации
4.2.3. Обоснование применения адаптивного регулятора в контуре стабилизации углового движения.
4.2.4. Выбор состава навигационноизмерительных приборов.
4.2.5. Результаты численного моделирования.
4.3 ОПТИМАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИНЕАРИЗИРОВАННОЙ
ф НЕСТАЦИОНАРНОЙ МОДЕЛИ ПРОСТРАНСТВЕННОУГЛОВОЙ
ДИНАМИКИ ЭКРАНОПЛАНА .
4.3.1. Постановка задачи оптимальной спектральнопараметрической идентификации
4.3.2. Алгоритмическая реализация СПИ линейной нестационарной модели управляемой динамики углового движения
4.3.3. Результаты численного моделирования.
4.3.4. Обоснование перехода от матричного ряда Лежандра к его частичной сумме
Г ЛАВА 5. ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АНАЛИЗА, СИНТЕЗА И МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРОЕКТИРОВАНИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
5.1. ОПТИМИЗАЦИЯ ВНЕШНЕЙ ГЕОМЕТРИИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ МИКРОН И ППП КОНУС ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ БИЗОН
5.1.1. Основные сведения о ППП МИКРОН и ЭС БИЗОН.
5.1.2. Генеральная программа Проектирование пакета прикладных программ МИКРОН.
5.1.3. Структура модулей он гимизации форм тел вращения в сверх
звуковых потоках в ППП КОНУС и МИКРОН
5.1.4. Семантика входных языков модулей Сверхзвук в ППП КОНУС Оптимизация в ППП МИКРОН.
5.1.5. Символьные вычисления в задачах оптимального проектирования .
5.2. МЕТОД ПРИКЛАДНЫХ СИСТЕМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ЗАДАЧЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ТЕХНИЧЕСКОГО
ф КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА ТИПА ЛА
5.2.1. Постановка задачи проектирования экспертной системы ЭП.
5.2.2. Общее описание экспертной системы ЭП.
5.2.3. Состав знаний и способы их представления
5.2.4. Управляющий механизм
5.2.5. Приобретение знаний.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В современных исследованиях вид оптимизируемых функционалов, а также граничные и изопериметрические условия, накладываемые на формы тел при решении вариационных задач газовой динамики, отличаются большим разнообразием. Например, по линейной теории волновое сопротивление плоского профиля представляется однократным интегралом, тогда как в случае тела вращения двукратным интегралом так как коэффициент давления не является функцией местного угла атаки элемента поверхности. Втретьих, многообразие задач зависит от того, какие именно характеристики определяются, а также от дополнительных граничных и изоперимегрических условий, накладываемых при решении вариационных задач, что связано со спецификой назначения летательных аппаратов, конструкторскими ограничениями, требованием прочности и т. В большей части работ по теории оптимальных аэродинамических форм поток та. Это определяет важность работ по оптимизации форм тел, обтекаемых сверхзвуковыми потоками с числами Маха, не слишком превосходящими единицу. В настоящей главе обсуждаются результаты исследований по оптимизации форм тел минимального сопротивления и минимального аэродинамического нагрева в сверхзвуковых и гиперзвуковых потоках газа. Работы первой группы основываются на том факте, что при числах Маха, не слишком близких к единице и не слишком больших по сравнению с ней, для оценки аэродинамических сил, действующих на относительно тонкое тело, можно использовать теорию малых возмущений. Поэтому во многих случаях возможно получить аналитические выражения для оптимальных форм тел и соответствующие им аэродинамические коэффициенты. Впервые такой подход был применен Г. Карманом в году в работе 8, где в рамках линейной теории обтекания тел вращения сверхзвуковым потоком газа рассмотрена задача об оптимальной форме тела вращения с донным срезом и с минимальным коэффициентом волнового сопротивления при заданном отношении радиуса основания к длине тела. В этой работе был найден оптимальный обвод такого тела вращения с равной нулю производной площади поперечного сечения основания вес координаты отнесены к длине гела. Граничное условие 5 1 0 приводит к аналогии между волновым сопротивлением тела вращения и индуктивным сопротивлением несущей линии и позволяет воспользоваться решением задачи об оптимальном распределении циркуляции по размаху крыла минимального индуктивного сопротивления. Полученное экстремальное решение изучаемой задачи, называемое оживалом Кармана, следует при эллиптическом распределении источников 8х вдоль оси тела. В дальнейшем это решение явилось основой для последующих исследований по оптимизации форм тел в сверхзвуковых линеаризованных течениях. Как правило, решение таких задач сводится к решению интегродифференциальных уравнений необходимого условия экстремума з виду того, что выражения для аэродинамических характеристик, таких как волновое сопротивление, аэродинамическое качество и др. К. Феррари, В. Хаак, В. Р. Сирс, М. Дж. Лайтхилл, М. К Адамс, Х. М. Паркер 2, 6, 1, 0, 3, 0 и др. Из работ отечественных ученых по данному вопросу следует отметить работы Васильченко В. Н., Николаева , При гуло М. Ф., Никольского , Гумашева Г. Г. , 4, 4. Как упоминалось выше для линеаризованного сверхзвукового течения Т. Карману удалось получить функционалы волнового сопротивления в виде явной зависимости от геометрии тела 8. Приведем краткий вывод этих функционалов. Рассмотрим прямоугольную систему координат Оху рис. Г. й2V 2. Здесь ро плотность невозмущенного потока. РЛх. Ру, Р4,х. Ру2 . V г 1,
УУ и г 1. Учитывая, что функция тока Ф. Волновое сопротивление замкнутого осесимметрического тела можно определить интегрированием произведения компоненты скорости вдоль цилиндрической поверхности радиуса ук заключающей тело
Явз 4щук ух л, ук Уу х, ук сЫ. Схвз Квз лЧ2у2т 1. Тогда из 1. О получаем
Схв, У2Л Яйп 1п 1ч. Формула 1. Волновое сопротивление лобовой поверхности осесимметричного тела рис. Кд 0х Уд уу х Уд х . Подставляя 1. Уд Эти соотношения были впервые получены К. Феррари 2 и X. Паркером 0. Рисунок 1. На основе функционала 1. СирсаХаака, а во втором случае тело Лайтхилла. У ЗуТ .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.360, запросов: 244