火箭增程乘波外形导弹弹道特性研究

基于椭圆锥相交流场，采用非轴对称设计方法生成了一种带火箭增程的乘波外形高超声速导弹，并在给定攻角条件下对乘波外形导弹的弹道进行了仿真。仿真结果表明：导弹的飞行轨迹为波浪形；在满足热防护的条件下，给定乘波外形和初始滑翔速度的导弹存在一个较优的初始滑翔高度；导弹自带增程火箭的点火时间越早，其飞行距离越远。

乘波前体构型设计与压缩性能分析

提出了用相交楔锥流场构造乘波构型飞行器前体的方法。该方法利用无粘相交楔锥流场生成具有两个压缩面的乘波前体，不仅兼具楔型流场和锥型流场构造乘波体的优点，而且充分发挥了高超声速飞行器前体的预压缩作用，为进气道的正常工作提供了条件。同时用数值模拟的方法研究了不同前体压缩角度组合的预压缩效果，并在压缩角优化的基础上进行了前体／进气道的一体化设计。

高超声速乘波飞行器气动实验研究

以绕楔高超声速流场为基础，用流线追踪法生成了一种高超声速飞行器气动概念构形、初步探索了高超声速飞行器机身/推进系统一体化气动构形设计方法，开展了高超声速测压实验，结果表明：该类构形飞行器在高超声速飞行时，可以产生较高的升阻比，前体的预压缩效果明显，是以吸气式冲压发动机动力的有效途的飞行器构形。

基于神经网络技术的乘波体优化设计

乘波体是高超声速飞行器的主要组成部分,也是飞行器产生升力的主要部分.针对基于计算流体动力学(CFD)分析的乘波体优化设计问题,引入人工神经元网络响应面方法.选取一定数量的乘波体外形,进行气动性能分析后,利用乘波体的外形控制参数和气动参数做为训练样本对乘波体进行训练.利用这些训练样本对人工神经网络进行训练.在优化计算中以充分训练的神经网络替代CFD分析,发展了一种基于神经网络技术的乘波体优化设计方法.利用该方法在马赫数6、雷诺数7×10~6条件下,分别对乘波体进行了最大升阻比的单目标和综合考虑升阻比、容积及表面积的多目标优化.计算结果表明,采用神经网络响应面技术可在保证计算稳定性的条件下有效提高计算效率.

Distribution of wave heights in Phitti Creek during southwest monsoon

A waverider buoy was deployed in Phitti Creek (24°33'N; 67°03'E) for wave measurements during April-July 1986. Using Tucker's method wave records were calculated in terms of significant wave height (Hs) and Maximum Wave Height (Hmax). For each parameter weekly mean and standard deviation values were also computed for statistical analysis. For Hs the lowest mean value of 0.8m and for Hmax the lowest mean value of 1.51m were observed in the fourth week of April whereas the highest mean value observed for Hs was 3.02m and for Hmax was 4.94m in the fourth week of June, 1986.

乘波飞行器低马赫数飞行状态下的气动性能研究

乘波飞行器在低马赫数飞行状态下的气动性能是近空间飞行器设计和研究人员关心的问题之一. 本文以M=3,设计飞行高度H=15 km为设计点,最大升阻比为优化目标,并通过满足一定的有效载荷容积,气动热防护和气动操纵的要求进行了工程化设计后得到的锥导乘波体为研究对象,借助数值模拟和风洞实验技术相结合的研究手段对乘波飞行器在跨声速和超声速飞行阶段的气动性能进行了探讨. 研究结果表明,乘波飞行器在该飞行阶段的气动性能与前缘所处的气动状态密切相关

Modelagem numérica da evolução da linha de costa das praias localizadas a oeste da cidade de Fortaleza, Ceará : trecho compreendido entre o rio Ceará e a praia do Cumbuco

Há aproximadamente meio século, as praias situadas a sotamar do Porto do Mucuripe, em Fortaleza, vem sofrendo intensos processos erosivos, creditados em grande parte à construção e ampliação deste porto. O fato é que o acentuado crescimento urbano da capital cearense ocasionou a fixação de dunas e a quebra do fluxo longitudinal de sedimentos em seu litoral, resultando no recuo da linha de costa e na necessidade de intervenção antrópica por meio de obras rígidas que viessem a garantir a preservação da infra-estrutura existente nos trechos mais afetados. Como conseqüência da fixação das praias, o suprimento de material sedimentar passou a ficar retido, enquanto que o potencial de transporte das ondas se preservou. A quebra deste equilíbrio dinâmico acarretou a transferência dos processos erosivos para as praias adjacentes, o que tornou-se um problema cada vez maior, pois as soluções adotadas nestas praias eram idênticas às anteriores. As conseqüências deste processo para uma cidade como Fortaleza, onde o turismo é uma das principais fontes de renda, são graves, dado que como resultado final, encontramos longos trechos de praias com a balneabilidade comprometida e perda de qualidade visual. O litoral situado a oeste da capital é limitado à direita pela foz do Rio Ceará e à esquerda por um promontório rochoso, onde situa-se a Ponta do Pecém. Este trecho compreende aproximadamente 30 km de praias arenosas, com granulometria média e fina, e com ondas incidindo sobre a costa de forma obliqua, o que as torna o principal mecanismo de transporte de sedimentos. A ocupação urbana concentra-se principalmente nas praias mais próximas a Fortaleza, onde observa-se ainda, o afloramento de rochas de praia e grande perda de material sedimentar, fornecendo indícios da transferência dos processos erosivos da orla marítima da capital para estas praias. Com a conclusão das obras do Porto do Pecém e de um pólo industrial que visa desfrutar da localização estratégica deste porto, é natural que ocorra uma intensificação nos processos de ocupação urbana das praias próximas à área. Tal constatação motivou um trabalho de modelagem da dinâmica desta zona com o objetivo de nortear um plano de uso e ocupação das áreas localizadas próximas à praia, de forma que se possa prever o comportamento da linha de costa e evitar que sejam repetidos certos equívocos como a construção em zonas de forte dinâmica e a fixação das fontes primárias de fornecimento de sedimentos, que são as dunas frontais. Dada a disponibilidade de dados, bons processadores e aos custos significativamente reduzidos da modelagem numérica, adotou-se o pacote GENESIS – RCPWAVE, que além de ser de domínio público, é a base do sistema de modelagem de linha de costa adotado pelo CERC (Coastal Engineering Research Center), U.S.A., para aplicações em costa aberta, em regiões sujeitas às intervenções humanas. A calibração do modelo se fez considerando as linhas de praia medidas em 1974 pela DHN e em 2001 com o uso de GPS. Os dados de onda utilizados foram obtidos por um ondógrafo direcional do tipo Waverider, instalado a uma profundidade de 18 metros nas proximidades da Ponta do Pecém. Os dados relativos ao modelo conceitual dos processos predominantes na região, como: contribuições externas, variação granulométrica e variações sazonais de perfis foram obtidos de levantamentos bibliográficos de trabalhos anteriores. Por último, informações relativas às estruturas existentes e seu comportamento, ao afloramento de formações rochosas e o último levantamento da linha de praia, foram obtidas através de trabalhos de campo. De uma forma geral, o comportamento previsto pelo modelo mostrou-se semelhante ao observado nos diferentes levantamentos. Considerando-se as limitações dos processos envolvidos no levantamento de dados, onde tanto a carta da DHN quanto o mapeamento por satélite estão sujeitos a imprecisões e ainda, que a série de dados confiáveis de ondas para a região possuía apenas dois anos, é importante notar que, em linhas gerais, a formulação matemática do modelo representou satisfatoriamente os processos envolvidos. Os resultados fornecidos possibilitam a extrapolação da evolução da linha de costa e indicam pontos de provável recuo ou avanço da praia, norteando a sua ocupação. A ferramenta gerada proporciona ainda a avaliação do impacto de intervenções por meio de estruturas rígidas ou engordamento de praia ao longo do tempo e gera uma estimativa dos valores de deriva litorânea para os diferentes trechos de praia, possibilitando avaliar os efeitos das intervenções nas praias adjacentes.

Directional wave measurements using the Offshore Sensing Sailbuoy, link to MATLAB file

An autonomous vessel, the Offshore Sensing Sailbuoy, was used for wave measurements near the Ekofisk oil platform complex in the North Sea (56.5 N, 3.2 E, operated by ConocoPhilllips) from 6 to 20 November 2015. Being 100% wind propelled, the Sailbuoy has two-way communication via the Iridium network and has the capability for missions of six months or more. It has previously been deployed in the Arctic, Norwegian Sea and the Gulf of Mexico, but this was the first real test for wave measurements. During the campaign it held position about 20km northeast of Ekofisk (on the lee side) during rough conditions. Mean wind speed measured at Ekofisk during the campaign was near 9.8m/s, with a maximum of 20.4m/s, with wind mostly from south and south west. A Datawell MOSE G1000 GPS based 2Hz wave sensor was mounted on the Sailbuoy. Mean significant wave height (Hs 1hr) measured was 3m, whereas maximum Hs was 6m. Mean wave period was 7.7s, while maximum wave height, Hmax, was 12.6m. These measurements have been compared with non-directional Waverider observations at the Ekofisk complex. Mean Hs at Ekofisk was 3.1m, while maximum Hs was 6.5m. Nevertheless, the correlation between the two measurements was high (97%). Spectra comparison was also good, except for low Hs (~1m), where the motion of the vessel seemed to influence the measurements. Nevertheless, the Sailbuoy performed well during this campaign, and results suggests that it is a suitable platform for wave measurements in rather rough sea conditions.