• 2010年第32卷第3期文章目次
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    • >航天工程
    • 超声速燃烧流的双时间步计算方法研究

      2010, 32(3):1-6.

      摘要 (8314) HTML (83) PDF 374.42 K (5887) 评论 (0) 收藏

      摘要:发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计算结果的影响,结果显示:一阶时间精度的分裂格式会略微高估化学效率,应该采用二阶时间精度的分裂格式;时间步长的选取对计算结果影响显著,为了保证解耦算法的计算精度,时间步长应足够小以能够较准确捕捉到主导各种输运过程的大尺度涡团的非定常行为。

    • 对接组合体初始姿态影响的建模研究

      2010, 32(3):7-10,88.

      摘要 (6918) HTML (89) PDF 239.06 K (5370) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了对接过程对组合体初始姿态影响的解析与数值模型。解析模型采用相对于整体质心的动量矩定理,给出了对接完成后组合体姿态角速度计算的解析表达式。结合追踪器的绝对运动方程和目标器的相对运动方程,建立了基于对接动力学的数值模型。通过单一偏差和组合偏差两种算例,对解析和数值模型得到的组合体初始姿态角速度进行了对比分析。计算结果表明,两种模型绝对偏差在0.07°/s以内,相对偏差在10%以内,另外给出了两种模型在工程任务中各自的适用阶段。

    • 基于形状熵差的相似多目标检测方法

      2010, 32(3):11-15.

      摘要 (6757) HTML (87) PDF 652.16 K (5569) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现靶场多目标图像的目标自动检测,利用多目标形状的相似性,提出一种基于形状熵差的目标检测新方法。提出了形状熵差的概念,将目标形状模型引入局部熵计算中,由局部内熵与局部外熵之差的极值点确定目标位置。基于此设计并实现了一种新的目标自动检测方法。通过实验证明了算法的有效性和鲁棒性。相比较于常见的一些目标检测算法,该方法具有更好的抗干扰能力和环境光照变化适应能力,可以应用于靶场多目标图像的目标检测,也可应用于其他类似的目标检测问题。

    • >材料科学与工程
    • 多轴向织物层合板层间剪切强度有限元分析与实验研究

      2010, 32(3):16-21.

      摘要 (6891) HTML (85) PDF 376.74 K (5899) 评论 (0) 收藏

      摘要:用VIMP工艺制备了UD、0/45/-45、0/45/90/-45三种多轴向织物增强,四种厚度的GFRP层合板试样,采用短梁剪切实验考察了层间剪切强度和破坏模式。建立了GFRP层合板短梁剪切试样有限元模型,计算了内部层间剪应力分布。结合计算和实验结果分析表明层合板存在由宽度方向层间剪应力变化导致的自由边缘效应,含偏轴铺层的层合板更容易发生边缘开裂破坏。厚度相同时0/45/-45多轴向织物增强层合板的层间剪切强度最高。短梁剪切强度测试存在尺寸效应,随着厚度的增加,强度下降,样品波动系数增大。

    • >航天工程
    • 带有中心预燃室的冲压发动机数值模拟研究

      2010, 32(3):22-26.

      摘要 (6599) HTML (90) PDF 690.21 K (5483) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高低压条件下燃烧室点火和火焰稳定性能,设计了一种中心预燃室结构的冲压发动机。运用数值模拟方法对简化燃烧室内部的喷雾燃烧流场进行了分析。结果表明:随着燃烧室工作阶段的不同,预燃室尾部收缩段对内外涵气流相互作用的影响存在差异;由于局部压差的增大,预燃室取气口将出现局部加速效应;预燃室内流动过程受下游燃烧的影响。

    • 空间预警视线系统误差对弹道导弹预警精度估计分析与研究

      2010, 32(3):27-32.

      摘要 (6822) HTML (83) PDF 271.96 K (5995) 评论 (0) 收藏

      摘要:在空间预警系统中,为了降低系统预警精度受视线测量系统误差的影响,必须对仪器进行定标,因此需要深入对视线误差进行讨论。本文在对视线误差深入研究的基础上,从理论上讨论了视线误差对发射点、射向、落点估计结果的影响,得出系统误差变化率是影响预警结果的重要因素之一,并针对常值系统误差、线性系统误差以及周期系统误差进行了相应的预警仿真计算,从而为几何定标方案的确定提供支持。

    • 基于X射线脉冲星绝对定位中的整周模糊度改进算法研究

      2010, 32(3):33-36.

      摘要 (7891) HTML (88) PDF 177.89 K (5623) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于X射线脉冲星导航定位方法是一种全新的自主导航技术。该文给出了脉冲星绝对定位的基本原理,针对有关文章存在的疑问,提出了脉冲星导航绝对定位中整周模糊度改进算法,并对其进行了深入的分析和理论推导,通过仿真计算脉冲星整周模糊度和航天器的位置,得到了较理想的定位精度。这种新改进的整周模糊度算法为脉冲星绝对定位提供了新的思路。

    • 固冲发动机补燃室凝相碳颗粒燃烧研究

      2010, 32(3):37-41.

      摘要 (6753) HTML (86) PDF 298.06 K (5527) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用改进的移动火焰锋面(MFF)模型,分析了环境压力、温度等参数对碳颗粒燃烧过程的影响。在此基础上,研究了固冲发动机补燃室内碳颗粒的燃烧过程,得到了固冲补燃室环境中的碳颗粒燃烧特性,并通过固冲直连式试验验证了数值模拟结果。结果表明:补燃室中大部分碳颗粒在进气道出口附近燃烧。

    • 载人火星任务气动捕获段轨道初步设计

      2010, 32(3):42-47.

      摘要 (6268) HTML (84) PDF 321.87 K (5678) 评论 (0) 收藏

      摘要:以载人火星探测任务为背景,建立了气动捕获段轨道的三自由度动力学模型。给出了满足任务要求的约束条件,求解了进入走廊,并分析了相关参数对轨道的影响。在此基础上采用遗传算法与序列二次规划相结合的串行优化策略,分析了通过侧倾角控制可达的航程范围。研究表明,气动捕获相对于直接减速入轨在能量需求上有显著优势,且具备一定的机动能力,是一种较为可行的载人火星飞船入轨方式。

    • 增强景象匹配鲁棒性的灰度变换技术研究

      2010, 32(3):48-52.

      摘要 (6820) HTML (93) PDF 657.11 K (5817) 评论 (0) 收藏

      摘要:高可靠高精度的景象匹配技术是自主导航飞行器图像制导技术的核心和关键所在,文章对匹配图像的灰度畸变进行了研究,提出了基于直方图相似变换灰度畸变校正技术,提高了景象匹配定位的准确性和可靠性。由于外部成像条件和成像传感器本身存在差异,匹配图像往往存在较大灰度畸变,使得实时图和基准图在灰度域存在较大不一致,从而影响景象匹配可靠性。文章通过对匹配图像进行直方图的相似变换,将匹配图像直方图调为一致,有效消除了匹配图像灰度差异,调整后图像间的直方图相似系数均在0.95以上。通过10 300次独立真实外场景象匹配定位试验,证明本文基于直方图的匹配图像灰度预处理方法可有效消除图像间的灰度差异,减少匹配图像间由于灰度差异而产生的重复模式,大幅提高景象匹配鲁棒性,经过本文方法预处理后的匹配图像景象匹配成功率为99.98%,已满足工程实用对景象匹配算法高可靠性的要求。

    • >电子科学与技术
    • 一种支持高效并发访问的移动对象索引

      2010, 32(3):53-59.

      摘要 (6235) HTML (88) PDF 303.53 K (5389) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对移动对象当前及未来位置索引不能有效支持多用户并发访问的问题,提出了一种支持高效并发访问的移动对象索引CS2B-tree(Concurrent Space-filling curve enabled Cache Sensitive B+-tree)。该索引结合了Bx-tree和CSB+-tree的特点,因而能够支持对移动对象进行预测查询且具有缓存敏感特性。重点研究了一种针对CS2B-tree的两层锁并发访问机制,特别是设计了一种网格锁备忘录结构,使得索引能够支持多任务并发执行。基于并发访问机制,分别提出了CS2B-tree的并发更新算法及并发预测范围查询算法。实验表明,相对于Bx-tree,CS2B-tree的并发访问的吞吐量提高了15.1%,响应时间减少了14.9%。

    • 一种基于BP神经网络的极化干涉SAR植被高度反演方法

      2010, 32(3):60-64.

      摘要 (6663) HTML (81) PDF 427.13 K (5398) 评论 (0) 收藏

      摘要:地面干涉相位估计偏差和植被散射模型偏差都将引起三阶段植被高度反演偏差,针对该问题,提出了基于BP神经网络的植被高度反演方法,该方法直接利用BP神经网络模拟极化复相关系数与植被高度之间的非线性映射关系,不仅可以避免地面干涉相位估计偏差导致的植被高度反演偏差,还能降低三阶段植被高度反演方法面临的散射模型偏差导致的植被高度反演偏差,具有比三阶段植被高度反演方法更高的反演精度。实验结果验证了新方法的优越性。

    • >计算机科学与技术
    • 一种新型NoC互连算法及连线冗余的修正

      2010, 32(3):65-68.

      摘要 (6179) HTML (0) PDF 406.42 K (5518) 评论 (0) 收藏

      摘要:片上网络(Noc)是一种新兴的以包交换为通信方式的芯片互连结构。NoC的互连问题可以抽象为在有障碍曼哈顿平面生成最小森林的图论问题,本文提出了一种新型的NoC互连算法,该算法通过对连线边长权重进行更改后再调用最小生成树算法,并针对连线冗余进行修正。实验表明,该算法使得片上网络的全局连线长度最小,从而解决传统片上总线结构中连线延时长、信号完整性差等缺点。

    • >信息与通信工程
    • 运动平台下频率步进雷达杂波相消新方法

      2010, 32(3):69-74.

      摘要 (6659) HTML (83) PDF 282.05 K (5467) 评论 (0) 收藏

      摘要:相消处理是一种典型而又简单易行的杂波滤除方法。针对频率步进雷达,提出一种新的杂波相消方法,它利用同一距离单元上两帧回波脉冲所成的两幅高分辨距离像(HRRP)进行杂波相消。通过合理地选择帧间隔数,该方法能够很好地保持目标HRRP特性。针对雷达平台运动所导致的两幅HRRP之间杂波移位和成分改变问题,又提出了先利用杂波相关性进行杂波对齐后再相消的解决方法。仿真结果验证了所提方法的有效性。

    • 基于降低运算复杂度的子空间跟踪算法稳健性分析

      2010, 32(3):75-81.

      摘要 (6026) HTML (82) PDF 313.26 K (5392) 评论 (0) 收藏

      摘要:FDPM和FOOJA是目前两种最为有效的适用于主、次子空间跟踪的方法,属于低复杂度算法。进一步降低算法运算复杂度,对保证算法的实时性具有非常重要的意义。以降低算法运算复杂度为背景,通过对FDPM、FOOJA算法的分析,指出存在两种简化运算量的FDPM_1st_col、FOOJA_1st_col方法。在有限精度运算条件下,对四种方法的稳定性、数值鲁棒性进行了深入分析和讨论。通过实验仿真,对分析的结论进行了验证。

    • >计算机科学与技术
    • 一种面向混合数据集可视化的高效数据转换技术

      2010, 32(3):82-88.

      摘要 (6568) HTML (0) PDF 409.69 K (5615) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用领域中存在大量多数据类型属性的混合数据集,但是,很多有效多变元可视化方法的适用范围都只局限于单一类型,对于混合数据集可视化效果不甚理想。针对包含数值及分类型属性的多元混合数据集,提出一种面向混合数据集可视化的数据转换技术,首先对每一数值型属性使用聚类技术进行分类化,然后应用对应分析算法量化所有分类型属性,最后将转换后的混合数据集使用经典的数值型可视化方法——星形坐标法进行展现,并且针对变元数量较多或分类型变元势较高的混合数据集,在数据转换过程中 提出一套降势策略,减少参与计算的变元数量,提高计算效率。实验表明,该方法对混合数据集的可视化结果不仅易于理解,而且有利于用户发现其中的隐性知识,降势策略在提高内存及时间效率方面作用显著。

    • 基于两阶段感染过程分析的蠕虫传播模型SSI

      2010, 32(3):89-93 ,108.

      摘要 (6386) HTML (0) PDF 259.76 K (5555) 评论 (0) 收藏

      摘要:合理的蠕虫传播模型可以准确地描述蠕虫类恶意代码在网络中的传播行为,有助于在开展蠕虫防护、检测和抑制技术的研究时更深入地分析蠕虫的传播机制。通过引入和分析蠕虫的感染时间这个在经典的传染病模型研究中被忽略的重要因素,使用确定性建模分析方法推导得出SSI蠕虫传播模型,合理地反映网络中的脆弱性主机在蠕虫传播时可能的状态转换。模拟仿真表明,SSI模型可以相对准确地描述蠕虫类恶意代码在网络中的传播过程。

    • >电子科学与技术
    • 基于局部特征及最佳量化的Quantum TV算法

      2010, 32(3):94-98.

      摘要 (6499) HTML (82) PDF 665.64 K (5565) 评论 (0) 收藏

      摘要:量化TV算法是一种量化的全变差正则化算法,滤波后的图像取值为一定数量的量化数值,其主要应用为二值图像恢复、图像量化及图像分割等。图像的不同部分灰度变化程度不同,需要不同的量化等级数;不同的直方图分布下,根据不同的原则,存在不同的量化等级。根据上述原则对量化TV算法进行了改进,实验结果说明了改进算法更适用于图像量化

    • >信息与通信工程
    • 毫米波主动导引头锥扫测角方法

      2010, 32(3):99-102 ,108.

      摘要 (6953) HTML (86) PDF 216.66 K (5627) 评论 (0) 收藏

      摘要:主动毫米波导引头通过自主发射高频脉冲实现对目标的定位与跟踪,具有良好的抗目标雷达关机性能。圆锥扫描是一种有效的导引头寻的工作体制。借助傅立叶变换方法,从回波中提取出目标雷达相对导引头机械轴的角误差及其初始方位,利用这两个参数就能对导引头轨迹进行实时校正,从而实现对目标的精确瞄准。仿真结果验证了新方法对目标角误差和初始方位的估计性能。

    • 一种新的基于重复共轭对称构前导的OFDM同步算法

      2010, 32(3):103-108.

      摘要 (6368) HTML (92) PDF 251.35 K (5499) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于重复共轭对称结构前导的OFDM系统,提出了一种延迟相关与对称相关相结合的符号同步新算法,在搜索出定时度量峰值位置的基础上,使用固定门限搜索出第一条路径。理论分析表明该方法可以实现性能良好的符号同步。在静态多径信道和6径典型市区信道条件下对新提出的算法进行了仿真,仿真结果表明所提算法可有效抑制传统的基于对称定时度量同步算法中存在的定时位置偏移,获得准确的定时性能。

    • 辐射式雷达目标模拟器射频前端设计与集成

      2010, 32(3):109-114.

      摘要 (6810) HTML (86) PDF 456.31 K (6038) 评论 (0) 收藏

      摘要:完成了辐射式雷达目标射频模拟器射频前端的设计与系统集成,该模拟器工作于L/S/X三个频段,支持连续波和脉冲工作体制,具有高精度的多目标生成能力。射频前端的插件结构设计保证了射频前端的电磁兼容性能和功能可扩展性。其测试结果均优于指标要求,并支持模拟器系统成功完成了实际雷达的目标模拟实验,验证了模拟器的系统性能。

    • >控制科学与工程
    • 无人机系统自主控制技术研究现状与发展趋势

      2010, 32(3):115-120.

      摘要 (9115) HTML (85) PDF 220.86 K (8809) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机系统是未来进行信息对抗、夺取信息优势、实施火力打击的重要手段。“自主性”是无人机系统区别于有人机最重要的技术特征,实现无人机系统的自主控制,提高其智能程度,是无人机系统的重要发展趋势。对无人机系统自主控制问题进行了阐述,首先分析了无人机系统自主控制技术的发展需求,然后介绍了自主控制的概念和自主等级的划分;分析了无人机系统自主控制技术的研究现状,提出了无人机系统自主控制的关键技术问题,主要包括体系结构、感知与认知、规划与控制、协同与交互等;最后对无人机系统自主控制技术的发展趋势进行了展望。

    • 一种用于SEAD任务的改进型Voronoi图

      2010, 32(3):121-126.

      摘要 (6298) HTML (87) PDF 255.79 K (5898) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据雷达所在位置构造Delaunay三角形,取它的外心作为Voronoi图的顶点,构造常规Voronoi图,使用随机搜索算法可以为无人战斗机规划安全路径。由于战场环境威胁各异,使用常规Voronoi图不再能表征真实的SEAD任务,增大了无人战斗机的威胁,本文提出了一种新的Voronoi图的改进方法,以提高无人战斗机在执行SEAD任务时的生存概率。首先,根据可能出现的各种情况进行了分析,提出了改进型Voronoi图的构图原则。然后,提出了在不同威胁体下,基于“Delaunay多边形”构造改进型Voronoi图的方法。最后,进行了仿真。仿真算例的结果验证此方法可以明显地提高无人战斗机的生存概率。

    • >机械工程
    • Spherical-cymbal换能器静水压性能研究

      2010, 32(3):127-132.

      摘要 (7339) HTML (85) PDF 301.49 K (5648) 评论 (0) 收藏

      摘要:对Spherical-cymbal换能器的静水压性能进行了研究。采用有限元法计算了该换能器在静水压下的米塞斯等效应力,找出了其所能承受的极限静水压。研究了金属端帽几何尺寸及端帽材料对Spherical-cymbal换能器耐压极限的影响,结果表明,空腔深度、端帽厚度及端帽材料对该换能器耐压性能影响显著;对比研究表明,参考尺寸下的Spherical-cymbal换能器比传统Cymbal换能器具有更高的耐压极限。

    • 一种管道机器人电磁离合器的设计

      2010, 32(3):133-138.

      摘要 (7237) HTML (87) PDF 402.06 K (5640) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对管道检测作业安全性问题,研制了一种确保管道机器人可安全退出管道的电磁离合器。该离合器直径Φ42mm,长220mm,动作行程10mm,结构紧凑,可传递较大转矩。详细介绍了电磁离合器机构及其工作原理,分析计算了磁路与线圈发热量,应用拉格朗日-麦克斯韦方程推导出了该机构吸引力关于气隙长度的关系式,并通过有限元仿真软件对理论计算结果进行验证,对挡铁长度进行优化,最终依据理论结果研制了试验样机。

    • >计算机科学与技术
    • 一种PUFFIN类SPN型分组密码的积分攻击

      2010, 32(3):139-143 ,148.

      摘要 (6921) HTML (0) PDF 239.55 K (5249) 评论 (0) 收藏

      摘要:PUFFIN是一个具有64bit分组长度、128bit密钥的SPN型分组密码,为评估其安全性,从比特的层面分析其平衡性,构造了PUFFIN的5轮积分区分器,并利用高阶积分的思想将5轮区分器扩展为6轮,然后对8轮PUFFIN密码进行攻击。8轮攻击的数据复杂度为221,时间复杂度为234,空间复杂度为220。结果表明,8轮PUFFIN密码对于给出的攻击是不免疫的。对于线性层为置换的PUFFIN类SPN型分组密码,证明了至少存在3轮积分区分器,并给出了寻找该区分器的方法。

    • 一类完全非线性函数的证明与计数

      2010, 32(3):144-148.

      摘要 (6409) HTML (0) PDF 213.55 K (5387) 评论 (0) 收藏

      摘要:Helleseth等最近给出了一类二项式形式的完全非线性函数,这是至今为止所发现的第一类由两个互不等价的单项式组成的二项式形式的完全非线性函数。本文利用Frobinus自同构将其变形为一个新的二项式,给出了其完全非线性的简洁证明,指出了这类函数与 x2是等价的,最后讨论了该类完全非线性函数的计数性质。

    • >数学
    • 光顺样条函数的再生核表示与计算

      2010, 32(3):149-152.

      摘要 (6871) HTML (86) PDF 171.40 K (5645) 评论 (0) 收藏

      摘要:光顺样条是散乱数据拟合的理想函数,是噪声数据最优平滑的重要工具。因此,光顺样条的数学表示和计算的研究具有重要的意义。本文在一般的线性微分算子和线性泛函的情况下讨论光顺样条函数的构造和计算,通过构造一个适当的再生核Hilbert空间,使得所讨论的微分算子光顺样条成为该空间中的最小范数问题,再利用投影理论建立了光顺样条函数的再生核表示方法,并得到了插值偏差表达式。作为特例,还给出了奇次多项式光顺样条函数新的简洁的计算方法。

    • 一类广义延拓四元数矩阵的奇异值分解

      2010, 32(3):153-155.

      摘要 (6369) HTML (86) PDF 140.83 K (5559) 评论 (0) 收藏

      摘要:从普通四元数矩阵的奇异值分解出发,给出了具有行或列对称结构的一类四元数矩阵(即广义四元数延拓矩阵)的奇异值、奇异向量与其母矩阵的奇异值、奇异向量之间的定量关系,推广了现有文献的结果。理论分析和数值实验的结果表明,就一大类广义四元数延拓矩阵而言,仅用母矩阵进行奇异值分解不但可以节省计算量和存储量,而且不影响任何数值精度。

    • >航天工程
    • 基于Dirichlet先验分布的模糊可靠性增长模型研究

      2010, 32(3):156-160.

      摘要 (6825) HTML (86) PDF 208.08 K (5462) 评论 (0) 收藏

      摘要:将模糊理论应用于基于Dirichlet先验分布的Bayes可靠性增长模型,提出了可靠性增长的模糊模型。在对Dirichlet先验分布函数研究的基础上,分析了先验参数的获取方法。针对某水冲压发动机可靠性增长试验使用Dirichlet先验分布模型进行了分析,给出了试验各阶段的先验分布和后验分布,并分析了与先验信息方差有关的参数对后验可靠度的影响。在此基础上,通过引入模糊变量,发展了模糊可靠性增长模型,得到了试验各阶段模糊可靠度。

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