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运输机尾涡对空投伞的影响与编队空投间距计算方法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：魏志强许奔周鼎富中国民航大学空中交通管理学院西南技术物理研究所

运输机编队空投能在最短的时间内让更多的装备物资投送到指定地点，追求高效的同时也要考虑运输机尾涡给空投带来的危险。针对此问题，提出了运输机尾涡对空投伞的影响与编队空投间距计算方法的研究。首先，建立空投伞降落过程遭遇尾涡... 详细信息

运输机编队空投能在最短的时间内让更多的装备物资投送到指定地点，追求高效的同时也要考虑运输机尾涡给空投带来的危险。针对此问题，提出了运输机尾涡对空投伞的影响与编队空投间距计算方法的研究。首先，建立空投伞降落过程遭遇尾涡的风险评估模型；然后，对运输机编队空投的危险性计算分析；之后，对空投中的运输机编队飞行的安全间距计算分析。研究结果表明：“一”字形编队空投时空投伞处于尾涡危险区域的时间是“人”字形编队空投的2.0倍。随着空投高度的增加，运输机飞行速度、空投伞伞冠半径、开始打开空投伞的时间点、温度偏差这四个因素对空投伞降落过程中处于尾涡危险区域的时间的影响都是先增加再减小。三架C-17运输机“人”字形编队空投，当空投高度从100m到1000m变化时，若左右间距为100m不变，安全的前后间距随着空投高度的升高在逐渐变大，从500m开始，空投高度每增加100m，安全的前后间距就增加20m。若前后间距为3500m不变，空投高度从100m到200m对应安全的左右间距为100m；空投高度从300m到1000m对应安全的左右间距为110m。

关键词：尾涡流场编队空投空投伞尾涡遭遇空投高度

基于OBE理念的机场管制模拟训练改革与实践

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实验室研究与探索 2024年第5期43卷 196-199页

作者：王建忠杨新湦中国民航大学空中交通管理学院天津300300

基于OBE理念,从课程目标、实践内容、实践过程和考核方法以及校企联合授课教学等方面对机场管制模拟训练进行改革。实践表明:课程目标反向设计、实践内容与训练难度分层设计、指导教师及学生动态分组、基于教考分离和自动评价的面向过... 详细信息

基于OBE理念,从课程目标、实践内容、实践过程和考核方法以及校企联合授课教学等方面对机场管制模拟训练进行改革。实践表明:课程目标反向设计、实践内容与训练难度分层设计、指导教师及学生动态分组、基于教考分离和自动评价的面向过程考核、校企联合教学等改革手段,能较好地解决教学存在的问题。与改革前相比较,不仅课程平均分有所提升,优秀比例也进一步提高,60~69分段比例下降明显,课程达成度提升效果显著。基于OBE理念的改革方案和实践成果为交通运输类专业的实践教学提供了应用案例。

关键词：成果导向教育空中交通管理机场管制实践教学

基于PathFinder模拟的大型会展中心展览厅人员安全疏散研究

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南开大学学报（自然科学版） 2024年第1期57卷 21-26,90页

作者：吕志周周靖轩黄鑫宋文华天津市消防救援总队天津300090 应急管理部天津消防研究所天津300382 中国民航大学民航热灾害防控与应急重点实验室天津300300 天津工业大学环境科学与工程学院天津300387

在设定火灾条件下,基于FDS模拟得到的可用疏散时间,利用相对应的疏散场景和构建的Path Finder疏散模型,开展展览大厅和展览小厅的人员疏散模拟研究.在选择案例展览大厅和展览小厅的使用人数分别设计为6 750(6 600)人、2 450人的前提下,... 详细信息

在设定火灾条件下,基于FDS模拟得到的可用疏散时间,利用相对应的疏散场景和构建的Path Finder疏散模型,开展展览大厅和展览小厅的人员疏散模拟研究.在选择案例展览大厅和展览小厅的使用人数分别设计为6 750(6 600)人、2 450人的前提下,研究结果表明:在对应疏散场景分别为展览大厅通过疏散出口、展览小厅通过疏散出口直接疏散到室外、展览小厅通过疏散出口直接疏散到室外或相邻分区的条件下,设定火灾场景是为自动喷水灭火系统失效、机械排烟系统开启,人员必需疏散时间分别为510、455和543 s,人员可用疏散时间分别为不小于1 200 s,均满足T_(RSET)

关键词：大型会展中心展览厅设定火灾场景对应疏散模型 PathFinder模拟人员安全疏散

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无迹粒子滤波跟踪的发动机性能退化预测

机械设计与制造 2024年第9期403卷 378-384页

作者：李耀华沈泽汉中国民航大学航空工程学院天津300300

针对航空发动机性能退化预测问题,这里提出了一个结合多阶段有效传感器融合的无迹粒子滤波发动机剩余寿命预测模型。模型针对数据融合,基于累积方差贡献率动态更新各个退化阶段的有效传感器,得到更符合实际情况的退化状态健康指标,然后... 详细信息

针对航空发动机性能退化预测问题,这里提出了一个结合多阶段有效传感器融合的无迹粒子滤波发动机剩余寿命预测模型。模型针对数据融合,基于累积方差贡献率动态更新各个退化阶段的有效传感器,得到更符合实际情况的退化状态健康指标,然后应用无迹粒子滤波算法更新模型时变参数以实现发动机健康指标和剩余寿命的提前预测。这里采用发动机性能退化仿真实验数据集进行数据分析和验证。结果表明,所提出的基于方差贡献率的分阶段非线性融合方法,可以减少退化量中的冗余数据影响。所引用的无迹粒子滤波算法,有效解决了传统滤波算法中的粒子退化、结果发散问题。相较于一般的滤波方法在最终预测结果上,绝对误差减少7个周期,精度提高了3.6%,加强了粒子的跟踪能力,提高了目标跟踪的精度。为航空发动机的健康管理和可靠性评估提供参考依据。

关键词：方差贡献率非线性融合性能退化预测无迹粒子滤波航空发动机

基于多种微结构的机翼结构/材料气动弹性优化

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：黎珂宇杨超王晓喆万志强李畅北京航空航天大学航空科学与工程学院北京航空航天大学无人系统研究院中国民航管理干部学院民航通用航空运行重点实验室

微结构材料具有质量轻、功能多的特点，在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而，单种微结构材料的刚度特性并无法适应飞机进一步的减重要求。针对大展弦比机翼的宏/微结构构型，提出了一种基于多种微结构构型的机翼结构和材料的多尺... 详细信息

微结构材料具有质量轻、功能多的特点，在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而，单种微结构材料的刚度特性并无法适应飞机进一步的减重要求。针对大展弦比机翼的宏/微结构构型，提出了一种基于多种微结构构型的机翼结构和材料的多尺度气动弹性优化方法。由均匀化方法等效微结构材料的力学特性，结合宏观结构单元密度计算出整体刚度，通过求解气动弹性平衡方程获得弹性气动力及位移，基于敏度信息实现了机翼结构和材料的协同设计。优化结果表明，在相同载荷下，基于多种微结构材料的整体结构柔顺度较单种微结构材料减小了18.6%。与刚性气动力下的优化结果相比，机翼弹性效应对微结构拓扑构型影响较小，而宏观结构的外段被加强。此外，所提方法可以有效地优化复杂边界条件下的机翼结构，实现机翼内合理的刚度分布。

关键词：微结构材料大展弦比机翼多种微结构构型多尺度气动弹性优化弹性效应

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基于装卸顺序的中型机多航段协同配载优化

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1147-1161页

作者：赵向领李云飞王治宇徐吉辉李鹏飞中国民航大学空中交通管理学院天津300300 空军工程大学装备管理与无人机工程学院西安710000 珠海翔翼航空技术有限公司珠海519030 天津大学管理与经济学部天津300072

多航段、多经停的航空货运航班,飞行过程中需要合理控制飞机的重心(CG)位置,保持平衡状态,中转站装卸操作过程中需要避免额外装卸操作,减少时间和劳力浪费,因此,研究多航段航班的协同配载问题具有重要现实意义。根据航空器自身特点与集... 详细信息

多航段、多经停的航空货运航班,飞行过程中需要合理控制飞机的重心(CG)位置,保持平衡状态,中转站装卸操作过程中需要避免额外装卸操作,减少时间和劳力浪费,因此,研究多航段航班的协同配载问题具有重要现实意义。根据航空器自身特点与集装器(ULD)装卸顺序,结合各航段飞机装载平衡与过站机场ULD装卸操作要求,通过协调分配各航段ULD和散货位置,建立了中型机联程航班多目标整数线性规划模型。模型考虑了ULD和散货的质量、体积及与舱位的匹配限制,航空器限重、舱位限重、舱位及区域累积限重、上下舱联合限重和CG位置的平衡限制,以及前后航段ULD和散货的连接性约束。根据造成中间机场额外装卸操作的2种原因,基于装卸顺序,提出装卸优化模型,通过ULD的舱内平移,优化了CG,减少了装卸次数。以B757-200F机型为例,在两装一卸、一装两卸和两装两卸3种场景下,采用商用求解器Gurobi,分别针对3种不同目标函数组合进行求解和分析对比。实验表明:所提模型可以有效协调过站货物的额外装卸次数,优化前后两航段的CG位置。

关键词：航空运输航空货运多航段协同配载载重平衡多目标整数线性规划

砌体轴心和局部受压离散元仿真在教学中的应用

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实验技术与管理 2024年第3期41卷 156-164页

作者：李涛蔡靖中国民航大学交通科学与工程学院天津300300

砌体是块体和砂浆的黏结组合材料,为了让学生更好地理解砖块体和砂浆对外力的分担作用,运用离散元方法建立了砖块体团簇模型、砂浆团簇模型,进而“砌筑”了普通砖砌体数值试件,对砖砌体分别开展轴心受压和局部受压仿真。仿真复现了砌体... 详细信息

砌体是块体和砂浆的黏结组合材料,为了让学生更好地理解砖块体和砂浆对外力的分担作用,运用离散元方法建立了砖块体团簇模型、砂浆团簇模型,进而“砌筑”了普通砖砌体数值试件,对砖砌体分别开展轴心受压和局部受压仿真。仿真复现了砌体受压时的应力-应变关系和破坏模式,应力峰值处伴随大量砖颗粒-砖颗粒胶结接触破坏。砌体应力主要由胶结接触承担,其中砖-砖胶结接触>砖-砂浆胶结接触>砂浆-砂浆胶结接触,砂浆主要起到连接块体的作用;法向接触力承力大于切向接触力。通过仿真教学,有助于学生建立砌体宏观力学表现受控于微观结构和微观力学的认知,加深了学生对砌体受力机理和强度的理解。

关键词：砖砌体轴心受压局部受压离散单元法虚拟仿真

不确定跑道入侵情景下的进离场航班排序优化模型

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运筹与管理 2024年第7期33卷 44-50页

作者：孙博魏明中国民航大学民航智慧机场理论与系统重点实验室天津300300 华设设计集团北京民航设计研究院有限公司民航机场安全与运行工程技术研究中心北京100100

假设可估计各个跑道入侵事件持续时间的出现概率,考虑专机、要客、普通航班等不同航班类型对延误和备降处理的优先级差异,建立不确定情景下的多跑道运行模式进离场航班排序优化模型,选择部分普通进场航班去备降机场,将剩下的航班分配给... 详细信息

假设可估计各个跑道入侵事件持续时间的出现概率,考虑专机、要客、普通航班等不同航班类型对延误和备降处理的优先级差异,建立不确定情景下的多跑道运行模式进离场航班排序优化模型,选择部分普通进场航班去备降机场,将剩下的航班分配给相对应跑道,计算这些进离场航班的实际起飞或降落时间,在优先保障专机和要客航班进离场情形下,尽可能减少普通航班的延误成本。根据问题特征,设计求解问题的多阶段并行分布式启发式算法。最后,结合一个真实案例,给出了最佳方案,并揭示入侵事件、不同优先级类型的航班数量和航班延误之间的内在关系,从而验证模型的正确性。

关键词：进离场航班排序跑道入侵不确定启发式算法

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世界级竞争力集群内多方主体协同行为的演化博弈研究

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中国管理科学 2024年第4期32卷 66-75页

作者：张佩白冰赵紫威中国民航科学技术研究院北京100028 浙江省发展规划研究院浙江杭州310030 松山湖材料实验室广东东莞523000

通过构建企业、大学、研究机构和支持机构等多方主体之间的演化博弈模型,本文分析了世界级竞争力集群内多方主体在网络化协同过程中的行为策略及其趋于渐进稳定性的条件,并运用MATLAB模拟仿真多方主体交互行为的演化过程。结果表明:世... 详细信息

通过构建企业、大学、研究机构和支持机构等多方主体之间的演化博弈模型,本文分析了世界级竞争力集群内多方主体在网络化协同过程中的行为策略及其趋于渐进稳定性的条件,并运用MATLAB模拟仿真多方主体交互行为的演化过程。结果表明:世界级竞争力集群内多方主体彼此配合、相互协同是演化稳定策略,即在世界级竞争力集群整体网络运行中,企业、大学、研究机构和支持机构等各方主体相互影响、互相依托,在交互作用下共同推进网络化建设。因此,在世界级竞争力集群培育建设过程中应全面统筹,完善基础设施布局,发挥集群组织职能,构建多方主体网络化协同运作格局。

关键词：世界级竞争力集群网络组织集群组织协同合作演化博弈