飞机遭遇尾涡的安全性分析

分析了飞机遭遇尾涡后的响应机理, 建立了飞机受扰诱导力矩计算模型; 综合考虑飞机阻尼特性、反应时间以及操纵品质等因素, 建立了飞机滚转参数计算模型; 以抖动失速作为飞机遭遇尾涡后改出过程的坡度角极限, 建立了可接受最大坡度角计算模型。采用Delphi7.0计算了给定尾涡流场条件下的飞机受扰后滚转参数和尾涡安全间隔, 分析了飞机质量、速度、高度容差以及初始坡度角对飞行安全的影响。分析结果表明: 在速度一定时, 飞机质量越大, 可接受最大坡度角越小; 在相同质量情况下, 安全间隔随速度增加而缓慢减小, 随高度容差的减小而减小, 随初始坡度角增大而增大; 安全间隔计算结果与国际民用航空组织(ICAO)标准数据之间的最大偏差是1.56%, 因此, 计算方法正确。     

飞机巡航阶段尾涡遭遇安全性多参数评估方法

分析了飞机遭遇尾涡后的响应机理,综合考虑飞机滚转阻尼特性及操纵品质等因素,建立了飞机滚转角加速度计算模型;因飞机遭遇尾涡后飞行轨迹及飞行姿态发生改变,选择了多个扰动参数评估尾涡遭遇安全性,建立了飞机动力学参数计算模型;为确定尾涡遭遇可接受安全水平,基于国内现行尾流间隔标准,统计了中低空典型机型组合的尾流遭遇受扰参数计算数据;分析了高空尾涡流场演化特性,计算了高空巡航状态下的尾流安全间隔,分析了不同因素对飞行安全的影响。研究结果表明：与中低空相比,高空尾涡流场的初始强度大,持续距离长,飞行高度超过9 000 m后,尾涡消散随高度的增大而加快;当前机为超级重型机、重型机,现行尾流间隔无法保证飞行安全,需增加安全间隔1.4~2.1 km,飞行高度分别超过13 800、14 400 m后,尾涡遭遇严重度降低;当前机为一般重型机时,尾流安全间隔可缩减1.5 km以提高空域利用效率;当前机为中型机时,尾涡遭遇安全性较高,但此时受最小雷达间隔限制,无法进一步缩减前后机间距;后机的飞行速度越低,发生尾涡遭遇的严重程度越高;在后机初始滚转坡度角由0增加到10°的过程中,尾涡安全间隔增加1.3 km,增加幅度约为8.61%。可见,采用多个受扰参数能有效评估高空尾涡遭遇严重程度。     

基于约束编程的飞机排班问题研究

飞机排班是航空运输生产计划的重要环节,对航空公司的正常运营和整体效益有着决定性影响.飞机排班通常构建为大规模整数规划问题,是航空运筹学研究的重要课题,构建的模型属于严重退化的NP Hard问题.本文把飞机排班问题构建为多商品网络流模型,并应用列生成算法求解;在列生成子问题中,引入约束编程系统实现快速求解航班连线（航班串）并计算各航班串简约成本,动态选择列集并与限制主问题进行迭代.最后,利用国内某航空公司干线航班网络实际数据验证模型和算法的有效性,并与航空公司实际排班进行比较研究.     

送风形式对飞机座舱引气污染物扩散影响

采用联合仿真方法实现了飞机环境控制系统对座舱环境的调节, 建立了飞机环境控制系统到座舱环境闭环仿真模型, 研究了考虑再循环风时不同送风形式对引气污染物在座舱内乘客呼吸区域传播的影响; 以B737-200座舱模型为研究对象, 分析了引气污染发生时相同供气量与不同再循环风比例下, 天花板送风、侧壁送风、混合送风下污染物在呼吸区的分布情况。研究结果表明: 在污染物进入座舱阶段, 不同送风形式与再循环风比例下不同位置污染物浓度存在差异, 天花板送风形式下污染物浓度较大; 再循环风比例每增加20%, 混合送风、侧壁送风、天花板送风形式下污染物浓度分别降低约18.9%、20.6%、15.6%, 侧壁送风形式下污染物浓度降低最多; 在污染物排除阶段, 侧壁送风形式相较于混合送风和天花板送风形式下排污效率分别提升约42.6%和38.7%;采用混合送风或天花板送风形式时, 随着再循环风比例的增加, 排污效率显著提升, 再循环风比例每增加20%, 混合送风和天花板送风排污效率分别提高约10.7%和7.7%;侧壁送风形式下随着再循环风比例的增加, 排污效率无明显提升, 在较高再循环风比例仍可保持最好的排污效率, 能够实现污染物排除和节能的双重优化。可见, 飞机座舱引气污染事件发生时在不改变送风量情况下采用侧壁送风形式和高再循环风比例可以使污染物危害降到最低。     

机场周围飞机噪声对教学活动的影响研究

经调查得知 ,飞机噪声已严重影响了机场周围学校教学活动的正常开展 ,为此本文专门针对机场周围学校研究了飞机噪声的评价指标及教室室内飞机噪声限制标准 ,得出结论 :机场周围学校室内噪声的允许标准定为Leq≤ 5 5dBA ,LAmax≤ 6 5dBA .同时为消除同样等级的飞机噪声与其他交通噪声给人带来不同影响的差异 ,本文还提出了一种测量机场周围教室室内飞机噪声的新方法     

移动飞机荷载对机场下部隧道的影响

以重庆机场下穿隧道工程为背景,采用大型有限元软件ANSYS,计算分析了移动飞机荷载作用下,机场下部隧道结构的动力响应。通过模态及瞬态计算,从隧道结构的位移和应力方面,对飞机滑过隧道结构时对隧道的影响进行分析。结果表明:隧道结构的动力响应大小与飞机隧道之间的相对位置关系密切;飞机位于隧道正上方时结构响应最大,拱腰以上动力响应比拱腰以下较显著。     

民航飞机起飞推力对油耗和排放的影响分析

起飞是飞行过程中一个非常重要的阶段。为研究起飞推力对油耗和排放的影响,基于多 种数据,建立一种耦合的起飞油耗计算方法,以广州白云机场起飞的B738、A320、A321、B737为 研究对象,比较不同方法的起飞油耗计算结果,分析推力对起飞油耗和排放的影响,并对比分析 推力调整后起飞排放的变化情况。结果表明：本文方法计算结果准确性较高,与真实数据相比,4 种机型起飞油耗平均相对差值分别为-2.32%、5.41%、2.31%和-3.80%;B738和B737随着推力的 增加,起飞油耗先减少后增加,推力在77%和81%时,起飞油耗最低;A320随着起飞推力越大,起 飞油耗越少;A321 随着推力越大,起飞油耗越多;采用推力调整后,广州白云机场 B738、B737、 A320、A321这4种机型的年起飞排放量累计可减少2499.3 t,减少率达6.4%;在各种排放物中,碳 排放量减少最多,为2471.1 t,占总排放物的98.9%,减少率达6.5%。采用推力调整减少起飞油耗 和排放对航空器节能减排有重要意义。     

检修车轨道导流板对流线型箱梁涡振的影响

为研究流线型箱梁的涡激振动特性及涡振抑振措施,以某大跨度钢箱梁斜拉桥为工程背景,通过1:50节段模型风洞试验研究了主梁断面涡激振动响应;采用计算流体力学(computational fluid dynamic, CFD)分析主梁断面的二维流场. 研究结果表明,检修车轨道处漩涡脱落明显,对主梁断面涡激振动性能影响较大;导流板位置从检修车轨道外侧移动到检修车轨道内侧,主梁断面升力系数均方根值减小了24%;在检修车轨道内侧设置导流板,可以有效抑制主梁涡激振动.      

涡产生器高度对换热器传热影响的仿真分析

用数值方法分析了涡产生器高度对带分流器的曲面矩形涡产生器式翅片传热与流动的影响,为使用这类换热器的设计提供了理论依据.研究表明,在翅片间距为2.4 mm涡产生器高度为1.4 mm,1.7 mm,2.0 mm和2.3 mm时,在同一雷诺数Re下,涡发生器高度1.7 mm时产生的二次流强度最大.随着雷诺数Re的增大,努塞尔数Nu也不断增大,阻力系数f减小.在同一雷诺数下,不同曲面矩形涡发生器高度时努塞尔数Nu相差不明显,阻力系数随着曲面矩形涡发生器高度的增大而增大.二次流强度Se与努塞尔数Nu存在唯一对应的关系,二次流强度Se越大,努塞尔数Nu也越大,传热效果更好.以强化因子为衡量标准优选,曲面矩形涡发生器高度1.7 mm获得最佳的综合性能.     

飞机过站上客过程持续时间分布

为了准确预估飞机过站上客过程持续时间, 研究了上客过程持续时间的随机性与可捕获的规律性, 结合北京首都国际机场运行情况, 分析了影响上客过程持续时间主要因素, 根据机型、停机位和到港时间对飞机过站数据进行分组, 统计了上客过程持续时间的频数, 分别采用正态分布、韦布尔分布和泊松分布对上客过程持续时间进行分布拟合, 通过卡方拟合优度检验分布, 采用最大似然估计法对分布的未知参数进行估计, 得到上客过程在各个组合条件下的完整分布, 构建了飞机过站上客过程持续时间分布模型。分析结果表明: 3种不同分布对上客过程持续时间都有较好的拟合度, 韦布尔分布适用于各种组合条件, 但在分组Ⅲ (中型机、近机位、22:00~23:59)、Ⅴ (中型机、远机位、09:00~21:59)、Ⅶ (大型机、近机位、00:00~08:59)、Ⅷ (大型机、近机位、09:00~21:59) 和Ⅸ (大型机、近机位、22:00~23:59) 中, 正态分布与泊松分布的拟合优度大于韦布尔分布的拟合优度; 所建分布模型能很好地预测上客过程持续时间, 上客过程持续时间实际值与根据分布模型计算的数值的平均误差小于2min; 置信水平为90%的分布区间宽度为10~12min, 平均预测准确率为83.63%, 置信水平为75%的分布区间宽度为7~9min, 平均预测准确率为66.94%, 可以看出分布区间的预测准确率几乎达到了置信水平, 因此, 采用分布模型可准确预测飞机过站上客过程持续时间。     

飞机座舱空气质量数值模拟研究

以B737NG客舱模型为对象, 采用CFD方法在无乘客的工况下分析了天花板送风、行李架送风、天花板和行李架送风、天花板和个人送风口送风等4种送风方式下飞机座舱气流速度、温度、甲醛浓度和二氧化碳浓度的分布情况。研究结果表明: 第3、4种送风方式下座舱内的气流速度分布较均匀, 乘客座位附近的气流速度约为0.2 m·s^-1; 第4种送风方式下座舱内的温度分布最均匀, 温度从送风口到乘客座位附近逐渐上升到296K;第3、4种送风方式下座舱内的甲醛浓度较低; 4种送风方式下座舱内的二氧化碳浓度均在标准范围内, 可见, 采用天花板和个人送风口送风方式能使座舱气流速度和温度分布更均匀, 空气污染物去除效果更好, 能够得到更好的空气质量。     

遗传算法在终端区飞机排序中的应用

研究了遗传算法在终端区跑道分配以及飞机排序中的应用, 建立了多条跑道多架飞机排序的数学模型, 并进行了算例仿真分析。仿真结果表明, 遗传算法与先到先服务排序相比较, 适应度增加了80%, 延时减小了40%, 说明遗传算法的排序结果优于先到先服务的排序结果。     

场面航空器滑行时空协同优化模型

引入双层规划方法, 研究了场面航空器在滑行道系统中的滑行调度问题; 考虑了成本与冲突对场面航空器运行效率和安全的影响, 以航空器推出延迟时间与滑行路径作为决策变量, 以航空器在滑行道系统中滑行过程无冲突与场面航空器的总滑行距离最短为目标函数, 构建了场面航空器滑行时空协同优化模型; 针对航空器滑行道调度问题的特点, 设计了适用于航空器滑行时空协同优化模型的双层规划算法, 以降低场面航空器滑行距离和等待时间; 为了验证航空器滑行时空协同优化模型及算法的有效性, 对比了先到先服务调度方案的计算结果, 分析了滑行等待时间与滑行距离对场面航空器运行效率的影响。研究结果表明: 场面航空器滑行时空协同优化模型与先到先服务的航空器调度方案相比, 保证了航空器滑行过程无冲突, 将16架次航空器的总滑行距离从40 690 m降至37 700 m, 降低了8%;航空器平均运行时间为254 s, 提升了滑行道系统的整体运行效率; 在复制组数为100与变异概率为0.4的条件下, 采用场面航空器滑行时空协同优化模型能够在412 s内获得最优解, 求解效率与收敛性显著。可见, 采用场面航空器时空协同优化模型在保障航空器滑行安全的前提下, 能有效提高场面航空器滑行调度效率, 降低航空器运行成本, 能够为繁忙机场滑行道调度提供决策支持。     

大型机场进场航空器联合调度模型

为减少进场航空器总延误与总滑行时间,研究了大型机场进场航空器联合调度问题;分别以跑道排序时间跨度和总延误加权和最小、被分配至远机位航班数量最少、进场航空器总滑行时间最短为目标函数,构建了跑道、停机位、滑行道三大系统的正向联合调度模型;在此基础上引入停机位再调整模型,通过调整额外滑行时间较大的航空器的停机位指派方案对滑行道调度进行反向优化;设计了一种改进型基因编码的遗传算法以避免非可行解的产生,提高求解效率。仿真结果表明：对比先到先服务策略,改进型遗传算法的进场航空器跑道排序时间减少了20 s,总延误从254 350 s降至199 760 s,减少了21%;对比蚁群算法,改进型遗传算法的总延误减少了20 060 s,降低了9%,且迭代曲线更平稳;改进遗传算法迭代12次时即能为进场航空器全部分配至近机位,18架进场航空器的总滑行时间从4 575 s降至4 145 s,降低了9%,且滑行过程中仅发生3次冲突;11架航空器均选择最短路滑行,仅3架航空器的额外滑行时间超过40 s;经停机位调整后,总额外滑行时间减少58 s,降低了27%。可见,进场航空器联合调度模型能提高大型机场运行效率,为场面资源管理提供决策参考。     

一种基于历史的密文检索排序方案

为了解决密文检索实际应用过程中,存在的安全性问题、检索效率低下及检索结果存在冗余,对用户的需求针对性不强等问题,通过对现有的密文检索进行分析与研究.提出改进的密文索引构建策略,提出基于历史的密文检索结果排序方案,设计并实现密文检索原型系统,在保证密文检索安全和检索效率的同时,使检索的结果更加符合用户的需求.