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无线航空电子机内通信MIMO信道仿真

航空学报 2024年第8期45卷 205-217页

作者：卓越东李峭卢广山武俊杰北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

无线航空电子机内通信(WAIC)宽带互连可选用多天线无线局域网(WLAN)。在航空电子设备舱,无线电信号在机舱结构和航电设备架之间的反射是造成多径衰落的主要因素,而且在进行多入多出(MIMO)传输时,不同天线接收信号间的相关性一般不可忽... 详细信息

无线航空电子机内通信(WAIC)宽带互连可选用多天线无线局域网(WLAN)。在航空电子设备舱,无线电信号在机舱结构和航电设备架之间的反射是造成多径衰落的主要因素,而且在进行多入多出(MIMO)传输时,不同天线接收信号间的相关性一般不可忽略。根据航电设备架和设备布置的几何位置关系及其材质,建立了三维模型,采用接收球反射角误差法模拟信号在航电舱内的传播路径。针对不同航电设备安装密度条件,分别考虑均匀线性和圆形天线的信号接收情况进行仿真,使用聚类对数据预处理,得到多簇多径信道模型,并使用多径衰落和时延分布描述的航电舱WAIC信道特性,统计分析得到MIMO信道传输矩阵,以及接收机天线间相关性对信道性能的影响。仿真分析表明,当航电设备安装密度大于60%时,信道条件可近似采用完全满载时的信道参数。文中的仿真分析方法为航电设备架附近的MIMO无线传输特性分析和设计提供了参考。

关键词：无线航空电子机内通信(WAIC) 多入多出(MIMO) 航电舱无线局域网(WLAN) 信道仿真

基于过零点斜率加窗解调的ACARS信号接收方法

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北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 716-728页

作者：路辉张帆张宇轩北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

飞机通信寻址与报告系统(ACARS)允许飞机和地面站之间发送和接收报文,在保障飞行安全、实现空中交通管制等方面具有重要意义。通信链路的噪声和频偏是影响ACARS信号接收性能的关键因素。针对ACARS信号接收过程中的失真等问题,深入研究... 详细信息

飞机通信寻址与报告系统(ACARS)允许飞机和地面站之间发送和接收报文,在保障飞行安全、实现空中交通管制等方面具有重要意义。通信链路的噪声和频偏是影响ACARS信号接收性能的关键因素。针对ACARS信号接收过程中的失真等问题,深入研究频偏、噪声等因素与ACARS报文接收性能之间的关系;在充分考虑噪声与多普勒频移等因素的基础上,提出基于过零点斜率加窗解调的ACARS信号接收方法,并从理论和仿真分析2方面探讨不同方法的抗频偏抗噪声能力;设计并搭建基于软件无线电平台的ACARS信号接收系统。通过对ACARS报文接收性能的仿真分析和真实报文接收性能的对比分析,表明所提方法在提升抗噪声和频偏能力、降低误码率等方面均具有优势。

关键词：飞机通信寻址与报告系统噪声频偏软件无线电过零点斜率加窗解调

Mo元素对Al_(0.3)CrFeCoNiMo_(x)高熵合金组织结构、力学性能和腐蚀行为的影响

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材料工程 2024年第1期52卷 118-127页

作者：范世超廖振龙李柔珊逄淑杰北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

为提高Al-Cr-Fe-Co-Ni系高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能,研究Mo元素对Al_(0.3)CrFeCoNiMo_(x)(x=0.2,0.4,0.6,0.8,摩尔比,下同)高熵合金的组织结构、力学性能及腐蚀行为的影响。结果表明:随着Mo元素含量的提高,合金由FCC相(x=0.2)转变... 详细信息

为提高Al-Cr-Fe-Co-Ni系高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能,研究Mo元素对Al_(0.3)CrFeCoNiMo_(x)(x=0.2,0.4,0.6,0.8,摩尔比,下同)高熵合金的组织结构、力学性能及腐蚀行为的影响。结果表明:随着Mo元素含量的提高,合金由FCC相(x=0.2)转变为FCC+σ双相结构(x=0.4~0.8)。当Mo元素含量由x=0.2增加到x=0.8时,合金的压缩屈服强度和硬度分别由304 MPa和214HV提高到1192 MPa和513HV,塑性应变由>50%降低到5.2%,这主要是由于固溶强化作用和σ相含量增加。该合金系中,Al_(0.3)CrFeCoNiMo_(0.4)和Al_(0.3)CrFeCoNiMo_(0.6)合金具有较高的屈服强度(571~776 MPa)和较好的塑性(塑性应变10.3%~23.8%)。在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,Al_(0.3)CrFeCoNiMo_(x)高熵合金发生自钝化,具有较低的腐蚀速率(3.6×10^(-4)~5.9×10^(-4)mm/a),且Mo元素的添加有效抑制了点蚀的发生。合金的耐腐蚀性能随着Mo含量的增加而提高,这与合金表面形成的钝化膜阻抗值和厚度提高有关。适当添加Mo元素可以使Al-Cr-Fe-Co-Ni系合金同时具有良好的力学性能和耐腐蚀性能。

关键词：高熵合金组织结构力学性能腐蚀行为

基于视向矢量修正的铱星机会信号多普勒差分定位技术

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北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 748-756页

作者：秦红磊武宁赵超北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

低地球轨道(LEO)卫星机会信号定位技术是全球导航卫星系统(GNSS)的有效补充和备份定位手段。LEO卫星机会信号定位误差主要因素是具有时空相关性的卫星星历和星钟误差,差分定位方法虽然可以有效降低该误差,但LEO卫星轨道较低使长基线定... 详细信息

低地球轨道(LEO)卫星机会信号定位技术是全球导航卫星系统(GNSS)的有效补充和备份定位手段。LEO卫星机会信号定位误差主要因素是具有时空相关性的卫星星历和星钟误差,差分定位方法虽然可以有效降低该误差,但LEO卫星轨道较低使长基线定位误差仍然较大。针对这一问题,提出基于视向矢量修正的多普勒差分定位算法。通过仿真试验验证了在长基线情况下所提算法的定位精度明显优于基本算法,同时利用实际铱星信号多普勒差分定位试验验证了所提算法的有效性。

关键词：机会信号铱星长基线差分定位多普勒

冷却气进气角度对端壁泄漏流气膜冷却特性影响

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航空动力学报 2024年第8期39卷 69-77页

作者：唐润泽李海旺周志宇谢刚北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191 北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 天目山实验室(浙江省航空实验室) 杭州311121 北京航空航天大学飞行学院北京100191

基于叶盘一体化模型,通过使用切应力输运(SST)模型对雷诺平均Naiver-Stokes(RANS)方程进行求解的方式研究了涡轮叶片端壁泄漏流气膜冷却特性,盘腔出口处的旋转雷诺数为1.5×10^(5)。为保证冷气与主流的密度比,冷却气使用二氧化碳来模拟... 详细信息

基于叶盘一体化模型,通过使用切应力输运(SST)模型对雷诺平均Naiver-Stokes(RANS)方程进行求解的方式研究了涡轮叶片端壁泄漏流气膜冷却特性,盘腔出口处的旋转雷诺数为1.5×10^(5)。为保证冷气与主流的密度比,冷却气使用二氧化碳来模拟,其在盘腔和主流中的扩散通过求解湍流输运方程得到。通过传质模拟传热的方式研究了由二级导向器进入盘腔的冷却气进气角度(-45°,0°,+45°)对端壁绝热气膜冷却效率的影响。研究发现:改变冷却气进气角度对端壁冷却特性影响明显,-45°进气角度能明显提高各冷却气与主流质量流量比下的端壁气膜冷却效率。

关键词：燃气涡轮发动机涡轮叶片端壁泄漏流气膜冷却

鱼骨柔性翼等效结构建模及其气动弹性特性分析

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南京航空航天大学学报 2024年第3期56卷 516-525页

作者：黄可张家应王晨北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 南京航空航天大学航空学院南京210016

鱼骨柔性翼(Fish bone active camber,FishBAC)是一种依靠结构变形实现机翼弯度变化的结构形式,相较于传统的离散式控制面和增升装置,可以在实现机翼弯度变化的同时保持气动表面的连续与光滑。然而,其依靠结构弹性变形实现机翼变弯度的... 详细信息

鱼骨柔性翼(Fish bone active camber,FishBAC)是一种依靠结构变形实现机翼弯度变化的结构形式,相较于传统的离散式控制面和增升装置,可以在实现机翼弯度变化的同时保持气动表面的连续与光滑。然而,其依靠结构弹性变形实现机翼变弯度的基本特征可能引发潜在气动弹性问题。针对柔性翼潜在的气动弹性问题,本文从结构特性和气动弹性特性两方面进行了研究。在结构特性方面,基于欧拉梁理论和逐段刚化法建立等效结构模型,经有限元验证发现简化模型在计算非均质梁结构保持精度的同时提高了计算效率。在气动弹性特性分析方面,基于等效刚柔耦合翼型模型和非定常气动理论完成了气动弹性特性分析。结果表明,FishBAC建模时需考虑结构柔性,忽略结构柔性会对气动弹性特性的预测存在一定偏差。在驱动力矩低于1.5 N·m时,本文简化的等效结构模型可较好地预测考虑静气动弹性特性的机翼结构形变。使用本文提出的翼型模型考虑结构存在刚柔耦合特性,并预测柔性段所发生的弯度颤振,简化模型与MSC Nastran相比在颤振速度预测上保持了一致性。

关键词：鱼骨柔性翼主动变弯度机翼等效结构模型气动弹性颤振分析

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针刺复合材料层次化建模及弹性性能预测

航空动力学报 2024年第2期39卷 102-114页

作者：刘昱王荣桥胡殿印刘茜庞生洋北京航空航天大学能源与动力工程学院北京102206 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206 北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室北京102206 北京航空航天大学中小型航空发动机联合研究中心北京102206 中国科学院金属研究所沈阳110016

针对针刺复合材料中网胎层等结构复杂导致难以划分周期性网格的问题,基于局部径向基点插值模型(LRPIM)发展了非周期性网格的周期性边界条件施加方法。开展X射线断层扫描试验并分析材料微观组织,提取出非针刺区域、针刺绕过区域和针刺穿... 详细信息

针对针刺复合材料中网胎层等结构复杂导致难以划分周期性网格的问题,基于局部径向基点插值模型(LRPIM)发展了非周期性网格的周期性边界条件施加方法。开展X射线断层扫描试验并分析材料微观组织,提取出非针刺区域、针刺绕过区域和针刺穿过区域三种典型特征结构。考虑到针刺复合材料组成成分复杂的特点,提出了基于多特征结构的层次化建模方法,将复杂微观特征结构分解至单一材料相进行精细化建模,并按层次逐级均匀化以获取材料弹性性能。开展针刺复合材料力学性能试验,结果表明x方向拉伸模量和面内切变模量的预测误差分别为1.5%和6.4%,验证了所提建模方法的准确性。

关键词： C/C-SiC复合材料针刺复合材料微观组织层次化建模周期性边界条件弹性性能

RWK-GNN：基于特征增强与子核分解的非平衡图欺诈检测算法

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电子学报 2024年

作者：于浩淼刘炜孟流畅陈开睿宋友北京航空航天大学软件学院

金融欺诈对经济和社会稳定造成了严重的威胁，因此开发有效的欺诈检测算法对于保护金融系统的完整性至关重要.目前已有多种基于图学习的欺诈检测算法应用于实际场景当中，这些方法或针对图的结构信息开展分类，或通过图卷积神经网络学... 详细信息

金融欺诈对经济和社会稳定造成了严重的威胁，因此开发有效的欺诈检测算法对于保护金融系统的完整性至关重要.目前已有多种基于图学习的欺诈检测算法应用于实际场景当中，这些方法或针对图的结构信息开展分类，或通过图卷积神经网络学习节点的嵌入式表示进行欺诈检测工作，关注角度相对单一，无法完备地在非平衡多关系图上开展欺诈检测分析.针对以上问题，本论文提出了一种结合随机游走下的特征增强与子核分解的图神经网络欺诈检测算法（Random Walk feature enhancement and Kcore subkernel decomposition Graph Neural Network,RWKGNN），该算法能够高效地挖掘出多关系不平衡图中节点层级与全局网络层级的拓扑信息，并通过子核分解算法优化图结构特征在社区演进角度上的传播与聚合，最终完成欺诈检测与识别.为验证RWK-GNN算法性能，本文使用了图神经网络欺诈检测任务常用的公开数据集进行模型训练与测试.实验结果表明，在同一评价指标下，该方法较相关机器学习算法与图神经网络算法有着较大提升，与CARE-GNN算法相比，该方法的AUC值提升了17%；与PC-GNN算法相比，该方法的AUC值提升了8%；与SIGN算法相比，该方法的AUC值提升了7%.

关键词：深度学习图表示学习图神经网络类不平衡节点分类金融欺诈检测

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缓冲行走一体式月面探测器性能分析与优化

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2547-2556页

作者：何天宇董洋周士明赵军鹏王春洁北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191

针对缓冲行走一体式月面探测器将着陆缓冲与月面行走功能融为一体,导致设计优化困难的问题,提出一种综合考虑缓冲特性和行走特性的性能分析与优化方法。根据月面探测器着陆腿的功能需求,设计了构型为RUP-2RUPS的冗余自由度并联机构,并... 详细信息

针对缓冲行走一体式月面探测器将着陆缓冲与月面行走功能融为一体,导致设计优化困难的问题,提出一种综合考虑缓冲特性和行走特性的性能分析与优化方法。根据月面探测器着陆腿的功能需求,设计了构型为RUP-2RUPS的冗余自由度并联机构,并建立其参数化模型,该构型可通过运动副生效或失效实现缓冲和行走2种功能的构型切换。结合全因子实验方法分析月面探测器的两功能运动学特性与动力学特性,依据月面复杂着陆和行走工况,给出综合优化的目标函数和约束条件。在敏感度分析的基础上,利用随优化过程更新的全工况响应面模型与非劣排序遗传算法,完成月面探测器着陆腿构型参数的优化。所提方法在提高运算效率的同时,保证了每轮优化均能筛选出当前构型的最恶劣着陆工况,并计算其极限值。优化后,最大有效工作空间增加了8.7%,抗翻倒性能最小值提高了4.0%,抗底面触月性能最小值提高了0.2%,整体性能更优。

关键词：月面探测器运动学分析动力学分析响应面模型优化设计