面向均匀损伤的RC框架结构抗震优化设计方法

RC框架结构在地震作用下多出现局部楼层损伤明显或抗力不足问题,通过对抗侧力构件性能的合理优化可实现各楼层损伤程度相近的设计效果,消除薄弱层,达到更为理想的均匀损伤分布模式。提出RC框架结构的均匀损伤设计方法,以各楼层损伤指数相等或相近为优化目标,各层框架柱配筋率为优化变量,通过智能算法与有限元平台协同计算技术,实现RC框架结构均匀损伤优化设计,并采用弹塑性时程分析和IDA方法对优化效果进行验证分析。结果表明,通过智能算法优化框架柱配筋方案可以有效调控结构各层损伤程度,不同地震波作用下结构最优配筋率分布是不完全相同的,并且框架柱的最优配筋率分布也未呈现明显的统计规律,但将不同地震波下优化结果的均值作为框架柱配筋方案可以提高结构抗震能力,该优化方法合理有效。

基于压缩感知结合HFSS软件求解目标单站RCS问题

针对传统数值算法处理多角度入射目标电磁散射问题计算量大的劣势,根据压缩感知理论设计了一种含有丰富入射角度信息的激励源,结合Ansys HFSS商业软件的建模功能,形成一种快速处理目标单站RCS分析方法,通过对理想导电立方体和微带阵列天线等算例的分析,验证了新算法与传统方法相比具有计算效率高、处理复杂目标能力强等优点。

适用于裁剪NURBS曲面RCS预估的改进的物理光学法

分析了驻相法(SPM)计算裁剪非均匀有理B样条(NURBS)曲面上物理光学积分失效的原因;在此基础上综合驻相法和Gordon算法的优点,提出了SPM-Gordon算法来准确快速计算裁剪NURBS曲面上的物理光学积分.与完全采用高斯积分计算裁剪曲面上物理光学积分的传统方法相比,新算法避免了繁琐耗时的数值积分,计算速度快,所需内存少.数值结果表明,当裁剪曲面被裁去区域与有效域面积之比小于0.5时,在同等精度下,对于采用裁剪曲面建模的大多数目标,SPM-Gordon算法计算RCS所需的时间仅仅为传统方法的10%以下.

RCS预估中图形电磁学方法的改进

在介绍雷达散射截面（RCS）预估的图形电磁学方法的基础上，针对象素大小受屏幕分辨率限制的问题提出了改进算法，克服了图形电磁学方法中的原有缺陷，扩充了它的计算范围，提高了计算精度。用此方法我们在Indigo图形工作站上建立了极复杂目标的实时可视化预估系统，达到了要求的精度。

利用抛物线方程方法计算目标RCS

目前的RCS计算方法主要是低频算法(如MoM、FEM、FDTD)和高频近似方法(如PO、GTD、UTD)。这两种方法各有利弊,低频算法主要处理的目标电尺寸小于或等于波长的量级,而高频近似方法则在处理上百个波长的目标时更为擅长。因此,对于几个波长和数十个波长的目标,使用一种抛物线方程方法计算RCS,推导出了用于计算目标RCS的三维抛物线方程。为了显示方法的有效性,计算了一个导体球的RCS,并与解析解对比,二者吻合得相当好。

采用间距优化的阵列天线RCS减缩方法研究

将阵列综合思想用于阵列天线雷达散射截面(RCS)的减缩,通过调整非均匀阵列的阵元间距来优化阵列天线的辐射性能与低散射特性.以差分进化(DE)算法作为优化工具,并通过矩量法(MoM)来实现候选解的辐射、散射计算.优化时采用了辐射、散射兼顾的目标函数,给出了具有低副瓣、低散射特性的天线阵列.最后,给出的对称振子阵列和领结阵列的优化实例表明,采用上述方法可使阵列获得5 dB以上的RCS减缩.

舰船RCS特征提取与GA-BP神经网络分类研究

在典型舰船RCS的FEKO仿真数据基础上,提取均值、标准差、变异系数、平滑系数4种RCS数字特征作为BP神经网络的分类特征向量,进行目标分类仿真实验。实验结果显示,由于BP神经网络采用梯度下降法,其初始权值、阀值的随机设置会导致BP神经网络易陷入局部极小,为此,本文研究采用遗传算法对BP网络节点权值和阀值进行优化选择,仿真实验结果显示采用遗传算法优化后的BP神经网络分类识别性能稳定,不易陷入局部极小。

模式传输法计算腔体的RCS

腔体结构可以近似简化为通过接头相连接的多段近似规则波导腔体。波经过规则波导腔体可以用模式传输精确模拟 ,经过不规则过渡连接区的特性可以利用传输线的耦合波方程准确分析。根据微波等效网络原理 ,依次连接各段 ,可以求得不规则腔体结构的电磁散射和雷达散射截面。算例所得结果和其他方法吻合的很好。

MOM/Lanczos-AWE算法快速求解良导体柱的RCS宽带与宽角响应

考虑导体柱的电磁散射 ,由于一般实际导体为良导体 ,若利用表面阻抗的边界条件 ,则良导体柱的电场积分方程 (EFIE)为第二类Fredholm积分方程 ;将矩量法 (MOM )应用到该积分方程时 ,该积分方程转化为第二类Fredholm矩阵方程。本文提出了一种求解第二类Fredholm矩阵方程的Lanczos AWE递归迭代快速算法 ,首先采用Lanczos技术快速求解在某一给定频率或角度时第二类Fredholm矩阵方程 ,得到在该频率或角度时良导体的表面电流分布 ;然后采用渐近波形估计 (AWE)技术求取所考虑的频段内任意频率或角度范围内任意角度时良导体的表面电流分布。根据表面电流分布预测了任意形状良导体柱的单站雷达散射截面 (RCS)的宽带与宽角响应。计算结果表明Lanczos AWE技术可大大加快MOM法的计算速度。

基于动态RCS的无人机航迹实时规划

传统的无人机航迹规划主要采用仅考虑无人机与雷达距离的简化雷达威胁模型,未充分考虑无人机雷达散射截面RCS(Radar Cross-Section)随自身姿态角改变而产生的动态变化.据此,提出了无人机周向动态RCS模型,并建立了综合考虑无人机动态RCS与雷达距离的探测概率模型,利用遗传算法进行了基于动态RCS的航迹实时规划,计算结果与传统航迹规划结果进行了对比.仿真结果表明该模型的可行性和有效性,能充分利用无人机自身的优势规避威胁,满足无人机的航迹实时规划的要求.

基于球谐变换的无人机蜂群RCS快速分析算法

为了获取目标的雷达截面积(Radar Cross Section,RCS),传统的方法是采用矩量法(Method of Moment,MOM)或多层快速多极子方法(Multi-level Fast Multipole Algorithm,MLFMA),尽管对目标的RCS计算精确,但其要求计算机的存储量大且计算耗时。而对于由上百成千个小型无人机组成的无人机蜂群而言,若采用上述方法来计算其RCS,计算量巨大,甚至无法计算。针对上述问题,提出了采用球面波展开技术与球谐变换相结合的方法来提升对无人机蜂群RCS的仿真效率,其关键技术是通过改变球谐函数中的求和次序,利用快速傅里叶变换来计算偏心球面上离散点的电场分布。数值实例表明,相比于高精度的MLFMA,所提方法获取蜂群无人机RCS的结果与其吻合良好,但对计算机内存的需求远远小于MLFMA,且随着无人机数量的增加,其计算速度可提升几个数量级。

基于成本-效益准则的高层RC框架结构优化设计(Ⅰ)——方法

成本-效益准则是基于性能的抗震设计的重要原则,该准则在设计中除了考虑技术要素外,还考虑经济、社会等诸多因素,它所追求的设计目标为结构在其寿命周期内的总造价最小。因此,结构全寿命造价评估是基于性能的抗震设计的基本问题。在已有全寿命造价优化模型的基础上,提出了三目标函数全寿命造价优化模型。与已有的全寿命造价模型相比,该模型除考虑结构初始造价、损失期望外,还考虑了反映结构设计与施工复杂性的构件截面类型数量;另外,还将结构在其运行期间的检查、维护费用及由于优化导致建筑使用面积变化所引起的租金收益影响也列入到结构全寿命造价中。最后,基于所提出的优化模型,给出了以多目标遗传算法为搜索引擎、运用MATLAB语言开发的高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序流程图。

T矩阵递推算法用于二维混合目标RCS计算

利用递推算法计算任意形状二维导体加介质体目标的电磁散射。建立导体部分单独存在时的T矩阵 ,对于内谐振频率点上生成的病态矩阵用奇异值分解方法解决 ,用广义递推算法求出有耗介质单体T矩阵。然后采用二体散射的方法求得总散射场。

基于并行MLFMA的SAR舰船目标RCS计算

为提高合成孔径雷达(SAR)图像仿真效果,针对SAR图像中舰船目标雷达散射截面(RCS)计算的精度和效率问题,在利用几何建模方法构建三维舰船模型的基础上,采用并行多层快速多极子算法(MLFMA)计算了舰船目标RCS并分析了该算法的并行加速比。仿真实验表明,并行MLFMA算法适用于高频范围内较大尺寸舰船目标RCS的计算,比物理光学法(PO)和物理光学与矩量混合算法(PO-MOM)具有更高的计算精度且并行方案能明显提高求解目标RCS的效率。

基于并行MLFMA的金属介质混合目标RCS计算

针对电大尺寸金属介质混合目标的RCS计算问题,采用基于体面积分方程(VSIE)的矩量法对目标RCS进行解算,并通过并行多层快速多极子算法(MLFMA)进行加速求解.通过建立介质覆盖的金属球模型,给出了MLFMA的并行加速比;利用金属介质混合材料无人机模型,给出了不同极化条件下的RCS.仿真结果表明,并行MLFMA在保证计算精度的条件下,有效减少了单台计算机的内存消耗且速度大幅度提高,明显提高了电大尺寸目标RCS的求解效率.

DVB-RCS Turbo码的研究及其实现

针对DVB-RCS中的双二进制Turbo码,提出一种新的改进译码方法。根据该改进算法,基于流水线设计思想,设计出硬件译码结构,给出时序图。结果表明,对于ATM和MPEG两种帧,其误比特性能比max-log-map算法提高0.2dB。

外场RCS测量中背景杂波抑制技术研究

针对实际外场环境下军事目标RCS测量中背景杂波抑制需要,在背景矢量相减、软硬件距离门控制等背景杂波抑制技术基础上,将背景矢量相减后的目标回波频域数据作IFFT变换,得到一维高分辨率距离像,再根据目标区位置、尺寸等参数,选择合适的时域加窗信号,将加窗后的距离像再作FFT变换到频域,最后将一维距离像反演得出目标RCS值。实际外场测试结果表明,综合应用背景杂波抑制技术能够提高RCS测量的信噪比和精度。

基于冗余控制的AODV-RC协议

在介绍AODV协议中广播冗余问题的基础上,文章先提出了利用冗余信息的冗余广播算法RC(Redundancecontrol);然后提出了利用RC算法来解决AODV中冗余和冲突问题的新协议AODV-RC(Ad-hocOn-demandDistanceVectorRouting-Redundancecontrol);最后给出了今后的研究方向。

DF31导弹各向异性材料涂覆RCS缩减优化设计

在目标表面合理涂覆各向异性吸波材料,能够有效缩减目标的雷达散射截面。文章以DF31导弹为例子,提出了一种适用于复杂几何外形的各向异性吸波材料涂覆目标雷达截面缩减的优化设计方法。该方法由通用几何建模方法、各向异性材料电磁散射高频计算方法、常用遗传算法三部分组成,以各向异性阻抗为优化参量。仿真结果表明,采用各向异性吸波材料涂覆能够显著降低目标的雷达散射截面。

高层RC框架结构基于成本-效益准则的优化设计研究(Ⅱ)——应用

根据作者先前提出的优化模型及基于成本-效益准则的优化设计流程,以多目标遗传算法为搜索引擎,运用MATLAB语言开发了高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序。研究结果表明,程序所产生的设计方案具有多样性、可选择性、业主主动参与性及可依靠经验等特点。