多操纵面气垫船的极区运动特性与控制方法研究

为了研究极区气垫船在敷雪冰层上运动特性和多操纵面协调控制方法,本文建立了一种极区气垫船的冰面运动学模型,分析了极区运动特点和操纵难点,提出了一种多操纵面气垫船的极区运动控制体系结构,可实现空气桨、空气舵和矢量喷管等6个操纵面的协调分配控制。仿真结果表明:极区气垫船在侧风条件下操纵极易发生侧滑和甩尾,本方法可有效解决气垫船极区操纵过程中的航向稳定控制问题,并利用矢量喷管较好地抑制了危险的侧滑运动,分析得到了极区操纵的抗侧风能力曲线,为气垫船在极区的运动控制技术和安全控制策略的研究提供了一种有效与可行解决方法。

一维无源对流扩散方程的近场动力学计算格式

为了深入研究对流扩散问题,本文针对一维无源对流扩散方程给出了利用近场动力学理论求解方程的一般计算格式。推导出了对流项的收敛时间步长计算公式,并采用迎风格式对一维无源对流方程进行验证,证明了近场动力学可以用于求解对流项,随后引入无量纲数Pe,对对流扩散中的占优情况进行判断,最终得到同时满足对流项和扩散项收敛要求的时间步长。结果表明:利用近场动力学理论求解无源对流方程时,当安全系数ζ与近场范围系数m满足1/ζ=2m,误差可达到最小;无量纲数Pe可用于判断对流扩散中的占优情况,且经过理论值和计算值的比对,证实了近场动力学理论求解一维无源对流扩散方程的可行性及数值准确性。