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垂向冲击下的民机乘员腰椎载荷研究

航空学报 2024年第8期45卷 187-204页

作者：石霄鹏钟欣言牟浩蕾解江曾志宇李培瑶中国民航大学科技创新研究院天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 中航成飞民用飞机有限责任公司成都610065 武汉大学物理科学与技术学院武汉430072 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

在航空座椅的取证试验中,乘员腰椎载荷峰值水平可体现航空座椅对乘员的保护效果,同时也是判断其是否通过适航取证试验的重要指标。本文建立含座椅坐姿乘员一维集中参数模型,以数值假人模型和机身框段垂直坠撞试验为对象,使用综合评价指... 详细信息

在航空座椅的取证试验中,乘员腰椎载荷峰值水平可体现航空座椅对乘员的保护效果,同时也是判断其是否通过适航取证试验的重要指标。本文建立含座椅坐姿乘员一维集中参数模型,以数值假人模型和机身框段垂直坠撞试验为对象,使用综合评价指标和遗传算法,完成模型的参数识别和模型有效性验证。而后,基于经验证的模型,开展地板加速度的加载峰值、加载时间和加载波形对乘员腰椎载荷影响研究,结果表明乘员腰椎载荷峰值与速度变化量整体上呈正相关,与加载波形无关。根据速度变化量的不同,乘员腰椎峰值对加载时间和加载峰值的敏感性不同。研究提出了一种快速评估乘员腰椎载荷的手段,形成了基于地板加速度的乘员腰椎载荷峰值响应包面,可为运输类民机的适坠性设计提供支持。

关键词：适坠性集中参数模型乘员保护地板加速度腰椎载荷峰值

暴雨灾害下机场基础设施网络韧性恢复策略研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：黄信杨立志张永康吴堃齐麟陈宇中国民航大学交通科学与工程学院

为提升暴雨灾害下机场基础设施网络抗灾韧性，本文考虑机场基础设施功能特征，建立了机场基础设施网络拓扑模型，分析机场基础设施复杂网络特性；引入机场节点之间的航班数量和载客量以及航线距离构建了网络模型服务效率函数，通过节点... 详细信息

为提升暴雨灾害下机场基础设施网络抗灾韧性，本文考虑机场基础设施功能特征，建立了机场基础设施网络拓扑模型，分析机场基础设施复杂网络特性；引入机场节点之间的航班数量和载客量以及航线距离构建了网络模型服务效率函数，通过节点失效前后网络模型服务效率变化定义机场节点的重要度指标，对网络中的关键节点进行识别；基于韧性三角形理论构建了机场基础设施网络韧性恢复模型，研究暴雨灾害下关键机场节点、关键区域机场节点和多区域机场节点失效情景的机场节点恢复次序及最优策略。研究结果表明，机场基础设施网络模型整体结构呈现为小世界网络，表现为高集聚性；对整体网络服务效率影响较大的五个关键机场节点为广州白云、北京首都、深圳宝安、杭州萧山和上海虹桥；相对于基于重要度和基于节点度的恢复策略而言，基于网络韧性恢复策略的恢复效果最好，如关键节点失效场景下基于节点度和重要度恢复策略的网络韧性值为0.889和0.907，而基于网络韧性恢复策略的韧性值为0.915；相对于华北和西南区域机场节点而言，华东区域机场节点失效对机场基础设施网络运行效率的影响更大。

关键词：航空运输机场基础设施网络暴雨灾害复杂网络理论机场网络抗灾韧性韧性恢复策略

不完美维修下考虑结构依赖的多态串并联系统选择性维修策略优化

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工业工程与管理 2024年第4期29卷 139-147页

作者：张兆民闫伟何曙光付维方中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300 天津大学管理与经济学部天津300072

如何在任务间隔的有限维修资源约束下,开展系统的选择性维修优化,以保证系统以最大成功概率满足下一次任务的性能需求,是维修人员关心的重要问题。首先,以多态串并联系统为研究对象,提出了不完美维修下部件不同维修水平的有效役龄模型;... 详细信息

如何在任务间隔的有限维修资源约束下,开展系统的选择性维修优化,以保证系统以最大成功概率满足下一次任务的性能需求,是维修人员关心的重要问题。首先,以多态串并联系统为研究对象,提出了不完美维修下部件不同维修水平的有效役龄模型;其次,考虑任务间隔中部件之间拆装顺序对维修资源的影响,建立了考虑结构依赖的系统维修时间与维修成本模型;最后,考虑任务间隔和维修成本的约束,以系统成功完成下次任务概率最大为目标,建立了考虑结构依赖的选择性维修优化模型,并以城市空中交通(urbar air mobility,UAM)空中汽车混合动力传动系统为案例,验证了所提方法的有效性。

关键词：选择性维修多态串并联系统结构依赖不完美维修

道基不均匀分布下通用机型轮载对机场道面力学性能影响研究

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第3期43卷 10-16,25页

作者：黄信张若愚孙博伟李正凯赵方冉中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 中国民航大学机场工程科研基地天津300300

为研究道基水平方向不均匀分布对机场道面板力学性能的影响,建立飞机荷载-道面结构-不均匀道基三维模型,采用数值模拟方法分析多板协同受力模式下基顶反应模量变化对道面板弯拉应力影响,探讨通用机型(空客A320和波音B737-800)轮载作用... 详细信息

为研究道基水平方向不均匀分布对机场道面板力学性能的影响,建立飞机荷载-道面结构-不均匀道基三维模型,采用数值模拟方法分析多板协同受力模式下基顶反应模量变化对道面板弯拉应力影响,探讨通用机型(空客A320和波音B737-800)轮载作用时基顶反应模量变化和道面板厚度对道面板力学性能以及接缝传荷系数的影响,同时基于缩尺试验对数值模拟结果进行验证。研究结果表明:对于A320机型,当道基水平不均匀分布时混凝土板弯拉应力增大,基顶反应模量变化率由0%增加至65.46%时,轮载作用于传力杆接缝板边时道面板弯拉应力由4.06 MPa增加至5.73 MPa,超过极限弯拉应力;增加板厚能够有效地提升刚性道面板受力安全时基顶反应模量变化率的取值范围;道面板接缝传荷系数随着基顶反应模量变化率的增加而增大,基顶反应模量变化率从6.84%增加至56.30%时,道面板传荷系数增加2.44%;室内缩尺试验验证了道基不均匀分布对传荷系数的影响规律。在道面板设计时,应充分考虑道基水平方向不均匀分布对道面板力学性能的影响,避免在服役期间过早出现结构破坏。

关键词：道路工程道基不均匀分布数值模拟飞机轮载基顶反应模量接缝传荷系数

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融合小波分解的多尺度时间序列异常检测

计算机应用 2024年第10期44卷 3300-3306页

作者：叶力硕何志学中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300

时间序列异常检测是时间序列分析中的重要任务之一,然而现实世界中多维时间序列的异常检测任务存在时间模式复杂、表征学习困难等问题。针对上述问题,提出一种融合小波分解的多尺度时间序列异常检测(WMAD)方法。具体地,以多时间窗口的方... 详细信息

时间序列异常检测是时间序列分析中的重要任务之一,然而现实世界中多维时间序列的异常检测任务存在时间模式复杂、表征学习困难等问题。针对上述问题,提出一种融合小波分解的多尺度时间序列异常检测(WMAD)方法。具体地,以多时间窗口的方式,将时间序列的时间模式统一融合入二维堆叠的时间窗口中,增强多时间模式提取能力;同时,从频域角度引入小波变换,将原始序列分解为蕴含不同频率分量的时间变化模式,从长时间的趋势变化和短时间的瞬时变化角度捕捉复杂时间模式;借鉴卷积网络的特征提取能力,采用多尺度卷积网络自适应地聚合不同尺度的时序特征;增加包含空间和通道两种注意力机制的注意力模块,在增强多尺度特征提取能力的基础上提高关键信息的提取能力,进而提高精度。在SWaT(Secure Water Treatment)、SMD(Server Machine Dataset)和MSL(Mars Science Laboratory)等5个公共数据集上的异常检测结果显示,WMAD方法的F1值与MSCRED(MultiScale Convolutional Recurrent Encoder-Decoder)方法相比提高了3.62~9.44个百分点;与TranAD(deep Transformer networks for Anomaly Detection)方法相比提高了3.86~11.00个百分点,与其他代表性方法相比也有所提高。实验结果表明,WMAD方法能够捕获时间序列中的复杂时间模式,缓解表征困难问题,同时具有较好的异常检测性能。

关键词：异常检测小波变换多尺度卷积注意力机制时间序列

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融合光流特征和显著性检测的目标跟踪算法

计算机应用与软件 2024年第2期41卷 164-171,187页

作者：徐萌路稳方澄姬菁颖中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

传统的核相关滤波(Kernel Correlation Filter,KCF)算法使用HOG特征来获取目标信息,对非刚体目标不鲁棒,容易出现目标跟踪漂移现象。提出一种融合光流特征和显著性检测的目标跟踪算法抑制跟踪的漂移。算法通过在多通道特征表达时融入光... 详细信息

传统的核相关滤波(Kernel Correlation Filter,KCF)算法使用HOG特征来获取目标信息,对非刚体目标不鲁棒,容易出现目标跟踪漂移现象。提出一种融合光流特征和显著性检测的目标跟踪算法抑制跟踪的漂移。算法通过在多通道特征表达时融入光流特征,增加运动目标的位置、姿态的变化信息。同时,通过显著性检测位置对漂移目标进行重检测调节,抑制跟踪漂移,提高跟踪的准确性。实验结果表明,该算法在复杂场景中仍可以进行鲁棒的视觉目标跟踪。

关键词：目标跟踪相关滤波光流特征视觉显著性

考虑二维预防性维修策略的基础质保期拓展方法

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工业工程与管理 2024年第1期29卷 98-106页

作者：张兆民付维方张伟钢中国民航大学交通科学与工程学院天津300300

围绕新能源汽车等产品的二维质保期拓展问题,提出了一种考虑二维预防性维修策略的基础质保期拓展方法。首先,建立了质保期内不同二维预防性维修水平的期望质保成本模型和拓展二维质保期下产品销量函数模型。其次,以制造商期望净利润最... 详细信息

围绕新能源汽车等产品的二维质保期拓展问题,提出了一种考虑二维预防性维修策略的基础质保期拓展方法。首先,建立了质保期内不同二维预防性维修水平的期望质保成本模型和拓展二维质保期下产品销量函数模型。其次,以制造商期望净利润最大化为目标,建立了二维质保拓展因子的优化模型。最后,以新能源汽车的二维基础质保期拓展为例,对不同二维预防性维修水平下的最优拓展进行了方法验证,并对模型中关键参数进行了敏感性分析。所提方法丰富了二维质保期设计与优化的相关理论,并为制造商开展二维质保期拓展提供了借鉴方法。

关键词：基础质保期二维预防性维修策略质保期拓展质保成本销售函数

思政背景下大学物理课程翻转课堂教学模式的探索与实践——以光学仪器分辨本领为例

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大学物理 2024年第6期43卷 46-53页

作者：张颖刘文泼刘鸿鹏杨雄中国民航大学物理系天津300300

本文针对翻转课堂教学模式,结合三段式教学手段,围绕课前学习、课中讨论、课后拓展开展教学设计,对课前学习线上内容设计思路以及与实体课堂对接方式进行了深入探讨.通过传统文化、生活案例和热点事件将思政元素有机地融入到课程中,将... 详细信息

本文针对翻转课堂教学模式,结合三段式教学手段,围绕课前学习、课中讨论、课后拓展开展教学设计,对课前学习线上内容设计思路以及与实体课堂对接方式进行了深入探讨.通过传统文化、生活案例和热点事件将思政元素有机地融入到课程中,将抽象的物理概念变得更加鲜活直观、贴近实践.采取这套方案,课堂抬头率、学生参与度、问题答对率均有较大改善,通过调查问卷的形式,从教学模式可行性、教学方式可行性、内容可行性三个方面对学生认可度进行调研,发现学生认可度极高,此方案对教学质量的提高具有一定的参考价值.

关键词：翻转课堂微课设计大学物理

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端壁凹槽控制扩压叶栅角区分离的数值研究

工程热物理学报 2022年第2期43卷 316-323页

作者：李晓东孙鹏傅文广中国民航大学适航学院天津300300

为揭示端壁凹槽控制高速扩压叶栅角区分离、降低叶栅气动损失的物理机制,采用数值方法研究了高速扩压叶栅NACA65-K48附加具有不同轴向位置和横向长度的端壁凹槽时叶栅的流场结构和气动特性。结果表明:叶栅出口总压损失系数最大降低8.08%... 详细信息

为揭示端壁凹槽控制高速扩压叶栅角区分离、降低叶栅气动损失的物理机制,采用数值方法研究了高速扩压叶栅NACA65-K48附加具有不同轴向位置和横向长度的端壁凹槽时叶栅的流场结构和气动特性。结果表明:叶栅出口总压损失系数最大降低8.08%,静压升约提高0.67%。近端壁气流在凹槽内部诱导出复杂旋涡结构,该旋涡结构反过来为凹槽附近的气流注入了径向动量,促进了低能流体在凹槽附近的径向迁移,减轻了低能流体在角区的堆积。当凹槽位于分离点处且横向宽度较小时,能够在一定程度上降低总压损失;凹槽距前缘0.78弦长、宽度为4mm时可获得最佳控制效果,叶片吸力面螺旋分离点弱化为一小段分离线;随着凹槽位置进一步向尾缘方向移动,凹槽对角区流动的控制能力减弱。

关键词：端壁凹槽角区分离高速扩压叶栅流动控制