基于有限测点的复杂冲击波空间分布重建方法研究

基本信息
批准号:61701445
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:丁永红
学科分类:
依托单位:中北大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:尤文斌,杜红棉,蔡萌,车大建,张晓光,姚悦,杨磊
关键词:
非线性插值测点优化布局爆炸冲击波场重建毁伤评估
结项摘要

Because of the anisotropy of the blast wave and the influence of the ground irregular reflection, the three-dimensional distribution of the blast wave field cannot be shown directly by the limited testing data, and the results between the existing reconstruction algorithms and actual explosion have bigger difference. In order to realize the full and accurate reconstruction and recognition of the blast wave field, the blast wave propagation theory will be analyzed, the inner relevance of the testing point distribution and the the propagation characteristics of the blast wave near the ground is studied, the optimal sensors model will be established based on the adaptive particle swarm algorithm. The tomography reconstruction algorithm will be established based on the maximum expected interpolation algorithm. Combing the wave front as the criterion, the slow artificial intelligence is studied to adapt the different environment parameters, the three-dimensional model of blast wave field is reconstructed. The testing points will be set according to the testing points layout optimization model. Using the shock wave testing devices, the three-dimensional model of blast wave field is modified and optimized by the explosion experiment. The project have contributed to the comprehensive and accurate assessment of the damage power of the blast wave field.

由于战斗部爆炸时壳体随机非均匀破裂导致冲击波各向差异,且冲击波在传播过程中会受到地面不规则反射等影响,通过有限测点的超压数据,无法直接掌握其在三维空间中的分布,现有的重建算法导致重建结果与实际爆炸冲击波场分布存在较大差异。为了实现全面准确的冲击波场重建和识别,本课题通过分析冲击波传播理论,研究测点分布与近地爆炸冲击波超压传播特性的内在关联性,建立基于自适应逃逸粒子群算法的最优测点布局模型;基于最大期望插值算法,建立适用于各向超压差异化分布和地面不规则反射的平面冲击波场层析成像重建算法;开展基于冲击波波阵面为判据,结合慢人工智能系统自适应不同环境参数的研究,建立冲击波场三维数学模型重建算法;根据优化的测点布局模型设置自研的冲击波测试装置,通过爆炸试验获取冲击波场数据,进一步完善和优化重建模型。该项目的研究有助于冲击波超压场测试毁伤威力全面、准确的评估。

项目摘要

战斗部爆炸时壳体随机非均匀破裂导致冲击波各向异性、且冲击波在传播过程受到地面不规则反射等影响,使得冲击波场重建结果与实际爆炸冲击波场分布存在较大差异。本课题通过对冲击波传播规律和粒子群算法的分析,研究了测点分布与近地爆炸冲击波超压传播特性的内在关联性,建立了基于改进的惯性权重自适应粒子群算法的爆炸冲击波有限测点布局优化数学模型;利用EM算法获取了压力测试数据混合高斯统计规律,为后续插值提供了约束依据。通过分析爆炸冲击波各向非均匀随机特性、地面复杂反射传播特性和地表三波点特性,引入峰值-距离指数式衰减方程约束,实现了基于改进的Biharmonic样条插值的冲击波场的三维重建。利用自研的冲击波测试装置根据优化布局模型获得的实测数据进行冲击波超压场重建,验证了算法的可行性。为冲击波超压场测试毁伤威力全面、准确评估奠定了理论基础和经验。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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