量子科技在航空产业的应用前景

2019年1月,空客发起了一次全球量子计算挑战赛,邀请全球36个量子计算团队超过800位研究人员,与该公司联手打造航空航天领域的量子时代.这次比赛的目的在于借助量子计算解决当今世界上与飞行物理学相关的最困难和最复杂的问题,以测试和评估最新可用的计算能力,并进一步推动量子计算技术在航空航天领域落地应用.     

征稿简则

1．《空气动力学学报》是中国空气动力学会主办的综合性学术刊物。主要刊载空气动力学领域具有创造性的理论、实验和应用研究论文，综述性的专题论文以及研究领域简报、学术讨论等，以促进该学科的发展。主要对象为航空航天及其它工业部门从事空气动力学研究、设计、实验和教学的有关人员。     

征稿简则

1.《空气动力学学报》是中国空气动力学会主办的综合性学术刊物。主要刊载空气动力学领域具有创造性的理论、实验和应用研究论文,综述性的专题论文以及研究领域简报、学术讨论等,以促进该学科的发展。主要对象为航空航天及其它工业部门从事空气动力学研究、设计、实验和     

基于实数编码量子进化算法和模态区间数学的航空发动机设计

本文将实数编码量子进化算法和模态区间数学相结合用于解决模态区间数学中的某些难以求解的问题。应用量子进化算法进行了模态区间数学方程组的求解和模态区间矩阵的求逆,将量子进化算法和模态区间数学用于航空发动机的设计,给出了基于模态区间数学的航空发动机总体性能设计方法。这种设计方法能够考虑设计的不确定性。并以某型涡喷发动机为例进行计算,设计结果更符合实际情况。     

《空气动力学学报》简介

《空气动力学学报》是中国空气动力学会主办、中国空气动力研究与发展中心承办的国家一级刊物,是一种基础性和高科技学术期刊,是全国科技期刊三个重要检索系统收录和评选出的重要核心期刊,是中宣部、国家新闻出版署、国家科委、中国科协评出的获奖优秀期刊,在全国科技期刊界特别是航空航天领域有较高的地位、作用和影响,国内外公开发行。内容涉及空气动力学各领域及其相关科学。它刊载空气动力学学科的理论、技术、实验、应用研究中的最新成果、最新进展、研究综述;也发表流体力学、风工程等方面的好论文。本刊还不定期地组织空气动力学领域…     

空间平台量子密钥纠错处理研究

空地量子通信受诸多因素的影响,量子密钥的原始码存在一定的误码率,需要通过空间平台与和地面之间的双向数据交互对错误的密钥进行纠正。受空间平台硬件设备限制,数据的传输速度、存储空间以及处理能力等均有限,对空间平台量子纠错算法提出了更高的要求。为此给出了一种适合空间平台环境的基于汉明码的Winnow纠错算法,这种纠错处理算法不仅容易实现,而且在空间平台资源受限的情况下可以兼顾运算效率和纠错效率。     

引入平均最好位置的量子粒子群算法及在航空发动机非线性模型求解中的应用

为改善粒子群算法的全局搜索能力和计算精度,在标准粒子群算法和量子理论的基础上,将平均最好位置引入粒子的状态更新过程,提出了1种基于量子行为改进的粒子群算法及不同的收缩-扩张因子取值策略.采用该量子粒子群算法对建立的典型双轴涡扇发动机部件级非线性模型进行了求解,结果表明:分段线性递减收缩-扩张因子适用于复杂的航空发动机隐式模型,其收敛效率和精度都较高,具有一定的工程应用价值.     

基于PC2B格式自由尾迹方法的旋翼响应特性分析

旋翼自由尾迹模型的建模和桨叶动态响应计算的问题是直升机空气动力学领域中富有关键意义的课题。本文结合桨叶气动模型、旋翼涡尾迹模型、桨叶挥舞动力学模型、"PC2B"尾迹求解算法和旋翼配平模型,建立了一个时间精确的旋翼自由尾迹和桨叶动态气动响应的分析方法,并针对旋翼总距突增时的旋翼载荷和桨叶动态响应进行了计算和分析,得出了一些有意义的结果。     

2002年度中国空气动力学研究进展报告（2003年1月）

中国空气动力学会在名誉理事长庄逢甘院士和理事长张涵信院士的领导下 ,按照张涵信理事长在中国空气动力学会第四次全国会员代表大会上提出的“学术创新、服务经济、培养人才、科技普及”的学会宗旨 ,努力提高我会的“创新能力、竞争能力、凝聚力和自治力”的建议 ,中国空气动力学会通过会员单位的领导和广大科技工作者的开拓创新 ,努力拼搏 ,在 2 0 0 2年度使我国空气动力学在理论分析研究、实验研究、计算流体力学研究、实验模拟设备研制和空气动力学的工程应用研究等诸多领域取得了一批新的重要研究成果 ,呈现出我国空气动力学蒸蒸日上的…     

量子密码通信技术及其应用模式研究

阐述了经典密码体制的局限性及存在的潜在威胁,简要介绍了量子密码体制及其发展情况,着重对量子密码通信技术在载人航天后续任务中的应用模式进行了探讨。提出了3种构建天地量子密码体制的应用方案。     

粘性量子流体动力学模型的一个极限

粘性量子流体动力学模型来源于物理学,具有一定的实际意义和理论价值,是半导体研究中的重要组成部分.粘性量子流体动力学模型是由电子密度,电流密度所满足的两个守恒方程和Poisson方程所组成的.一维稳定状态的粘性量子流体动力学模型是本文的研究对象.此模型在有物理意义的狄利克雷边界条件下的一个极限(Inviscid极限)的存在性是我们的研究目标.     

粘性量子流体动力学模型的Zero-space-charge极限

粘性量子流体动力学模型具有一定的实际意义和理论价值,是半导体研究中的重要组成部分.粘性量子流体动力学模型是由电子密度,电流密度所满足的两个守恒方程和Poisson方程所组成的.一维稳定状态的粘性量子流体动力学模型是我们的研究对象,研究目标是此模型在一定条件下的Zero-space-charge极限的存在性.     

量子成像关键技术及研究进展

量子成像从1995年利用纠缠光源实现至今已有20多年的历史.目前,量子成像已经与压缩感知传感、激光雷达、结构光照明等各个领域形成了多学科交叉.本文回顾了量子成像技术的发展历程,列出了量子成像的关键技术及研究进展,展望了量子成像技术的发展趋势.     

DSMC量子动理学模型在火星再入流动中的应用

为解决化学反应模型高温数据缺乏的难题，探索DSMC方法量子动理学（QK）模型在实际中的应用，本文将该模型进一步应用于火星探测器稀薄气动特性的数值预测。通过计算探路者号在85 km、95 km和110 km高度的稀薄绕流，评估了QK模型的性能和稀薄气体效应的影响规律。结果表明，QK模型不依赖宏观的化学反应速率系数，适用于火星再入流动计算。化学反应及其模型对气动力的影响很小，但对气动热特性的影响不容忽略，考虑化学反应后的驻点热流可以下降约12%~14%。     

On ionospheric aerodynamics

This paper presents theoretical methods to determine the gas dynamic and the electrostatic effects due to the interaction caused by a rapidly moving body in the ionosphere. The principles of the methods are derived from the kinetic theory of collision-free plasma. It is shown that the collective behavior of the collision-free plasma makes it possible to use the fluid approach to treat the problems of ionospheric aerodynamics. Various solutions to the system of fluid and field equations that have direct bearing on the ionospheric aerodynamics are presented and discussed. Physical significances of the mathematical results are stressed. Some outstanding unsolved problems in ionospheric aerodynamics are elaborated and discussed.     

基于动量源方法的涵道尾桨CFD分析

本文采用CFD方法分析了悬停状态下涵道尾桨的流场特性。该方法以动量源代替桨叶对流场的作用来分析涵道尾桨的气动特性。即通过编写UDF程序把动量源加入到N-S方程中,建立了一套适合于直升机涵道尾桨流场和气动特性的CFD数值模拟方法。然后利用所建立的数值模拟方法对某个涵道尾桨进行分析,并与试验结果进行对比以验证数值方法的有效性。     

Computational intelligence and soft computing for spaceapplications

Systems using computational intelligence and soft computing have been successfully developed for many industrial and space applications. These systems seek to emulate the type of reasoning that humans perform when solving complex tasks. The field of soft computing, as defined by Zadeh-the inventor of fuzzy logic-encompasses fuzzy logic as well as other methodologies such as neural networks, genetic algorithms, and uncertainty management. It is expected that soft-computing techniques will eventually become as common and prevalent as traditional methods of computer science. This paper presents an overview of applications of fuzzy logic and soft computing to space projects. The role of fuzzy systems that can learn from experience to improve their performance is discussed. We present a report on applications of these adaptive systems to NASA space projects such as the orbital operations of the Space Shuttle, which include attitude control and rendezvous/docking operations. We also provide insights on the future of computational intelligence and soft computing and of their vast potential in industrial applications     

火箭级间分离喷流干扰数值模拟与风洞试验研究

针对典型风洞试验状态,采用有限体积法求解三维雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程,数值模拟了给定级间距下火箭级间分离喷流干扰流动情况,获得了清晰的流场结构和有/无喷流干扰时两级气动特性变化规律,并对仅主机喷流和主机与四游机同时喷流的情况进行了计算,数值模拟研究结果为风洞试验方案的设计提供了参考依据。在典型状态数值模拟研究的基础上采用了冷喷流模拟技术对多个状态下火箭级间分离喷流干扰特性进行了风洞试验研究,获得了两级在有/无喷流、同轴变攻角情况下的气动力系数,研究结果表明,级间喷流干扰会对两级气动特性带来较大影响。相同状态下计算得到的两级气动特性变化与试验符合较好,表明了针对风洞试验状态的预先数值模拟对试验方案的设计验证可提供有益的参考。     

PID控制器与CFD的耦合模拟技术研究及应用

飞行控制系统（FCS）与计算流体力学（CFD）的耦合求解是一个崭新的研究领域。传统的飞行控制系统的工程仿真方法依靠气动力模型或气动力数据库得到不同飞行姿态的气动力;而当前方法通过耦合求解Navier-Stokes方程和刚体动力学方程（RBD）以获取飞行器运动过程实时流场和非定常气动力。由于充分反映了气动力的非定常、非线性效应,因而从根本上保证了飞行控制系统仿真的精度。以方形截面导弹俯仰姿态控制为例,首先给出了系统的传递函数,并基于系统在单位阶跃舵偏操纵下的开环响应特性,提出了传递函数的修正方法,进而设计了该外形俯仰姿态控制的PID控制器。数值模拟了不同控制参数时,P控制器、PD控制器和PID控制器的控制效果。针对不同的控制指令,根据建立的控制律,数值模拟了飞行器在PID控制器作用下的实时响应过程,最终成功实现了对飞行器的俯仰姿态控制。研究发现,当飞行器作慢速机动时,工程仿真与CFD数值计算的结果吻合很好,两种方法可以互相验证;但快速机动时,两种方法给出的结果差异明显,基于CFD的耦合模拟方法由于模拟了飞行器运动和舵面偏转导致的非定常流动过程,其结果比基于静态气动力的工程方法的可靠性更高。在大攻角和快速机动等非定常效应较强时,采用CFD方法评估和验证飞行控制系统是很有必要的。     

多块并行计算中负载平衡策略及时间成本估算方法

研究了三维Euler方程的全隐式无分裂方法的多块分布式并行算法.为提高并行效率,给出了一种负载平衡方法,负载平衡前后的墙上时间、并行效率的比较验证了该方法的有效性.针对研究所用的大型并行机特性,基于最小二乘原理,给出了一种估算计算时间成本和通讯时间成本的方法,并行算法的并行性能统计表明该估算方法的有效性及合理性.不同流场的数值模拟表明,多处理器并行计算得到的数值结果能够和单处理器上的串行结果保持一致.