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基于CPCIe高速总线的机载多核计算处理平台

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航空学报 2022年第5期43卷 424-435页

作者：俞大磊崔西宁李成文刘婷婷周勇航空工业西安航空计算技术研究所西安710065

由于中小型飞机航空电子系统对计算处理平台体积、功耗和重量方面的严格限制,有必要对计算处理平台进行高性能、小型化、低功耗的针对性设计。研究了一种基于CPCIe(CompactPCI Express)高速总线和多核处理器的机载计算处理平台架构,攻... 详细信息

由于中小型飞机航空电子系统对计算处理平台体积、功耗和重量方面的严格限制,有必要对计算处理平台进行高性能、小型化、低功耗的针对性设计。研究了一种基于CPCIe(CompactPCI Express)高速总线和多核处理器的机载计算处理平台架构,攻克了多核处理和CPCIe高速信号完整性在航空电子系统中的适应性问题,设计并实现了一款基于CPCIe高速总线的分布式机载多核计算处理平台,对CPCIe总线信号完整性进行了仿真和测试,最后在航空电子系统中对计算处理平台进行实施验证。相比于传统的联合式架构和综合模块化架构,计算处理平台的性能功耗比分别提升约7倍、5倍,性能体积比分别提升约24倍、2倍,性能重量比分别提升约15倍、1.7倍,可以满足中小型飞机航空电子系统对计算处理平台小型化、低功耗和高性能的需求,具有较好的工程应用参考价值,在航空领域具有广泛的应用前景。

关键词： CPCIe 多核处理器计算处理平台 SMP 信号完整性

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基于天地一体化信息网络的智能航空客运系统

航空学报 2019年第1期40卷 231-244页

作者：牛文生航空工业西安航空计算技术研究所西安710068

计算机小型化、物联网、无线宽带通信、人工智能技术近年来发展迅速,对社会产生了巨大影响,作为使能技术,其在航空上的应用将对飞机设计、飞机飞行和维修保障等领域产生革命性的变革。未来的飞机将具有强大的信息智能感知和处理能力,依... 详细信息

计算机小型化、物联网、无线宽带通信、人工智能技术近年来发展迅速,对社会产生了巨大影响,作为使能技术,其在航空上的应用将对飞机设计、飞机飞行和维修保障等领域产生革命性的变革。未来的飞机将具有强大的信息智能感知和处理能力,依托天地一体化信息网络实现多维度物联,并结合智能地面系统,共同完成智能飞行、智能维护和智能运营等业务流程。本文总结了上述新技术的发展现状及其航空应用前景,提出了基于天地一体化信息网络的智能航空客运系统的概念,设计了系统架构,描绘了典型应用场景,识别了关键技术并指出了面临的挑战。研究成果有助于飞机制造商更好地设计面向未来的智能飞机,也有助于航空公司对智能飞机进行高效的运营和管理。

关键词：航空客运系统天地一体化信息网络智能飞行智能维护智能运营智能乘务

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TTE时间同步协议关键算法研究和仿真分析

电子科技大学学报 2014年第3期43卷 437-442页

作者：黄韬陈长胜中航工业西安航空计算技术研究所西安710119

针对一种用于安全关键领域的实时网络协议——时间触发以太网(time triggered ethernet,TTE),分析研究TTE的时钟同步协议,对时钟同步流程以及协议涉及到时序保持算法、集中算法、时钟同步算法进行研究和分析。建立网络交换机和节点机的... 详细信息

针对一种用于安全关键领域的实时网络协议——时间触发以太网(time triggered ethernet,TTE),分析研究TTE的时钟同步协议,对时钟同步流程以及协议涉及到时序保持算法、集中算法、时钟同步算法进行研究和分析。建立网络交换机和节点机的模型,构建时间触发网络通信仿真平台,对时间触发以太网时钟同步协议进行仿真分析,验证了该时间同步算法能完成时间同步,并且精度保证在95 ns以内。

关键词：算法时钟同步仿真时间触发

基于能耗优化的四旋翼无人机航迹规划:分段式高斯伪谱法

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电光与控制 2025年第1期32卷 1-7页

作者：欧阳权徐罗旻杨继阳薛雅丽丛玉华吕建威南京航空航天大学自动化学院南京210000 北京控制与电子技术研究所北京100000

在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能... 详细信息

在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能耗间耦合关系;其次,基于此模型,将考虑能耗优化的航迹规划问题转化为带约束的连续时间优化问题;最后,设计了分段式高斯伪谱法求解出优化航迹,其中通过滑动选取优化子区间的方法,在航点数量较多的复杂飞行任务中有效缩短了计算时间,同时提升了轨迹的平滑性和航点跟踪准确性。仿真和实验结果表明,与传统定航点飞行相比,所提算法能大幅降低飞行能耗,与常用优化算法相比,所提算法在保证能耗优化效果的同时,所需计算时间更短,航点跟踪精度更高。

关键词：四旋翼无人机能耗优化航迹规划分段式高斯伪谱法

嵌套网格计算的一种实用初始洞面构造方法及应用

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应用力学学报 2016年第2期33卷 262-267,372页

作者：李立麻蓉郝海兵梁益华西安航空计算技术研究所西安710065

针对结构嵌套网格计算,提出一种实用的初始洞面构造方法,成功应用于自动化嵌套网格生成过程。首先采用封闭物面作为嵌套网格"挖洞"的初始洞边界,然后通过分别给定期望的壁面距离及初始洞间距比例因子的方法进行优化,得到真正的挖洞曲面... 详细信息

针对结构嵌套网格计算,提出一种实用的初始洞面构造方法,成功应用于自动化嵌套网格生成过程。首先采用封闭物面作为嵌套网格"挖洞"的初始洞边界,然后通过分别给定期望的壁面距离及初始洞间距比例因子的方法进行优化,得到真正的挖洞曲面。通过对NACA4412单段翼型、30P30N三段高升力翼型等算例计算,结果表明:本文提出的方法能有效解决嵌套网格计算中初始洞边界自动构造问题,并能有效避免在近壁面区域进行流场传值,在不需要额外采用洞面优化技术的情况下解决壁面狭缝网格重叠问题,获得更优的嵌套网格流场计算结果。结合本文方法对传统嵌套网格方法进行改进,可为自动化嵌套网格生成提供有效的途径。

关键词：嵌套网格洞边界洞面优化 30P30N三段翼型

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增升装置低速流动特性的雷诺数效应计算研究

飞行力学 2014年第1期32卷 10-14页

作者：李中武梁益华西安航空计算技术研究所第七研究室陕西西安710019

通过求解RANS方程数值模拟了运输类飞机绕流流场,研究了从常规风洞试验至自由飞行范围雷诺数对增升装置上流动分离特性、压力分布及边界层转捩的影响。CFD结果预测的低速流动特性表明,随着雷诺数的增大,外襟翼上分离位置逐渐向后缘移动... 详细信息

通过求解RANS方程数值模拟了运输类飞机绕流流场,研究了从常规风洞试验至自由飞行范围雷诺数对增升装置上流动分离特性、压力分布及边界层转捩的影响。CFD结果预测的低速流动特性表明,随着雷诺数的增大,外襟翼上分离位置逐渐向后缘移动,吸力峰值变大,而增升装置前缘边界层转捩位置向前缘移动。与流动现象相对应,增升装置的升力系数逐渐增大,力矩系数变小,在雷诺数达到107量级时,升力系数及力矩系数的变化趋于平缓,而在6.0×106之前,增升装置的气动力对雷诺数影响十分敏感。

关键词：增升装置流动分离雷诺数效应

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机动飞行数值模拟关键技术及初步验证

飞行力学 2017年第1期35卷 89-92页

作者：李立西安航空计算技术研究所第七研究室陕西西安710068

建立飞机机动飞行仿真及飞行性能评估能力是未来航空CFD发展的重要目标之一,为此,对机动飞行数值模拟的方法、原理、关键技术及潜在的应用方向进行了探讨。采用惯性系下任意拉格朗日-欧拉(ALE)形式描述的Navier-Stokes方程与机体运动学... 详细信息

建立飞机机动飞行仿真及飞行性能评估能力是未来航空CFD发展的重要目标之一,为此,对机动飞行数值模拟的方法、原理、关键技术及潜在的应用方向进行了探讨。采用惯性系下任意拉格朗日-欧拉(ALE)形式描述的Navier-Stokes方程与机体运动学方程相耦合的方法,结合动网格技术建立了通用的机动飞行数值模拟应用框架。从微分方程形式的运动学方程出发,建立了与流动控制方程进行紧耦合和松耦合计算的两套计算方案,并提出了利用预报-校正技术提高耦合计算精度的方法。计算结果表明,所提方案合理、可行,为单自由度/多自由度机动飞行模拟、动导数分析等计算提供了可靠的新工具。

关键词：机动飞行动导数惯性系非惯性系计算流体力学

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CFD计算对MPP互联网络速度要求

小型微型计算机系统 2000年第11期21卷 1143-1145页

作者：张亚棣刘永强李歆雷鸣新航空计算技术研究所西安710068

本文分析了流场计算的特点 ,指出了 CFD计算对 MPP互联网络的速度要求不高 ,并从定性的角度、定量的角度论证了这一观点 ,为针对流场计算的 MPP计算机系统的设计提供了一些参考 .

关键词：互联网络流场计算 MPP CFD MPP系统

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PC机1553B总线通讯卡的设计与实现

计算机工程与应用 1994年第11期30卷 41-46页

作者：王世奎西安航空计算技术研究所

航空电子仿真系统是建立于ＭＩＬ－ＳＴＤ—１５５３Ｂ标准基础之上的分布式总线通讯系统，它将为航空电子工程综合化提供仿真的实时通信环境和实验数据，该系统中的各个子系统主机由ＰＣ机仿真，１５５３Ｂ通讯任务由嵌入ＰＣ机中的１... 详细信息

航空电子仿真系统是建立于ＭＩＬ－ＳＴＤ—１５５３Ｂ标准基础之上的分布式总线通讯系统，它将为航空电子工程综合化提供仿真的实时通信环境和实验数据，该系统中的各个子系统主机由ＰＣ机仿真，１５５３Ｂ通讯任务由嵌入ＰＣ机中的１５５３Ｂ通讯卡完成。本文说明了整个系统的层次结构，重点论述了ＭＢＣ硬软件设计思想及实现方案。

关键词：微机通讯卡 1553B总线总线