Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

математическое моделирование

Одной из ключевых проблем исследования динамики системы тел, находящихся в условиях взаимного аэродинамического влияния, является задача определения их аэродинамических характеристик. В практических приложениях, как правило, аэродинамические характеристики таких объектов рассматриваются в виде суммы двух составляющих. Первая из них - так называемые изолированные аэродинамические характеристики - представляет собой величины аэродинамических сил и моментов, которые действуют на тело, движущееся с теми же значениями кинематических параметров, но в отсутствии других объектов. Вторая представляет собой приращение величин аэродинамических сил и моментов, обусловленное наличием других объектов. Указанные приращения называются аэродинамическими интерференционными характеристиками или характеристиками аэродинамической интерференции.

Для определения характеристик аэродинамической интерференции используются как расчетные, так и экспериментальные методы, основанные на продувках моделей исследуемых объектов в аэродинамических трубах. Последующее моделирование динамики движения тел позволяет оценивать степень безопасности движения объектов в условиях их взаимного аэродинамического влияния. Однако, как показывают результаты летных экспериментов, нередко оказывается, что данные о характере движения объектов, полученные путем математического моделирования, не соответствуют данным,получаемым в летном эксперименте. Причиной этого является не только и не столько неадекватность математической модели движения объектов, сколько неточность определения характеристик аэродинамической интерференции.

Ошибки определения аэродинамических интерференционных характеристик расчетными методами обусловлены как методическими погрешностями используемого метода, так и неточностью представления геометрии объектов. Ошибки экспериментальных исследований в аэродинамических трубах обусловлены с одной стороны интерференцией в аэродинамичсеких трубах (влияние границ потока, поддерживающих устройств, числа Рейнольдса, степени турбулентности потока и т.д.), а с другой сложностью воспроизведения точной геометрии объектов из-за масштабных эффектов, особенно когда объекты существенно отличаются по своим размерам.

Таким образом, возникает задача корректировки аэродинамических интерференционных характеристик, полученных на предварительном этапе расчетным путем или с использованием аэротрубного эксперимента, по результатам летных испытаний. Решение этой задачи осложняется отсутствием достоверных сведений о характеристиках исследуемого объекта и состоянии внешней среды. При этом некоторые характеристики (например, тяга ракетного двигателя твердого топлива конкретного изделия) могут быть определены только по результатам летного эксперимента непосредственно с этим объектом, а некоторые вообще являются ненаблюдаемыми (например, изменение инерционно-массовых характеристик изделия при выгорании топлива).

Традиционные подходы к задачам идентификации в условиях неопределенности базируются на использовании статистических методов. Однако при отсутствии необходимой статистической информации задачу определения неизвестных характеристик целесообразно решать, используя гарантированный подход. Его применение тем более оправдано, поскольку помимо того, что в процессе летного эксперимента на исследуемые объекты воздействуют случайные возмущения нешней среды, присутствуют погрешности измерительной аппаратуры, задача индентификации осложняется неполнотой исходной и текущейинформации,атакже несовершенством используемой модели объектов. При этом задача определения характеристик эродинамической интерференции может рассматриваться как задача апостериорного оценивания возмущений.

Задача рассматривается на примере дискретных систем. Считается заданным уравнение динамики объекта, описывающее изменение вектора фазовых координат объекта, и совокупность измерений вектора фазовых координат в заданные дискретные моменты времени {q(i)}, i = 1, ..., k. Правая часть уравнения динамики объекта содержит неизвестный вектор параметров c и неизвестный вектор возмущений, обусловленных аэродинамической интерференцией с другими объектами w. Относительно вектора параметров c и вектора характеристик аэродинамической интерференцией w предполагается, что каждый из них принадлежит некоторому ограниченному множеству C и W соотвественно. Вектор аэродинамических интерференционных характеристик называется w0 называется совместимым с результатами наблюдений {q(i)}, если существует вектор параметров c0, принадлежащий множеству C, такой, что совокупность w0, {q(i)}, c0 удовлетворяет уравнениям динамики объекта. Задача гарантированного оценивания аэродинамических интерференционных характеристик состоит в построении для заданного вектора наблюдений множества совместимых с ним характеристик аэродинамической интерференции.

Специфика уравнений движения и рассмотрение характеристик аэродинамической интерференции как приращений к изолированным аэродинамическим характеристикам позволяет рассматривать задачу гарантированного оценивания в линейной постановке, поскольку уравнения движения объекта принимают вид

q(i+1) = F(q(i)) + w(i)).

Это обстоятельство существенно упрощает задачу и позволяет получать гарантированные оценки характеристик аэродинамической интерференции, используя результаты линейной теории.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2005, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2005, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск