基于排队论的航班滑出时间预测

根据航班离港流程及滑出时间预测的问题属性，将滑出过程分解为无障碍滑 行至跑道端及在跑道端排队等待起飞两个阶段。分析了进离港航班对滑出时间的影响，提出 了一种场面交通状况衡量指标及基于该指标的无障碍滑出时间计算模型。并将跑道提供服务 的过程建模为M/G/1/∞随机服务系统，建立了基于排队论的等待起飞时间预测模型。以北京 首都国际机场航班运行数据为例，使用单个航班及以15 min为间隔的平均滑出时间的预测准 确率验证了模型的有效性，与首都机场当前的滑出时间计算模型进行对比，预测准确率显著 提高。     

基于服务水平约束的值机柜台动态分配

为了满足排队时间服务标准并节约成本,对值机设备动态分配进行了研究。利用机场离港系统的历史数据,分析了旅客到达分布。在此基础上,基于M/M/C排队系统,以开放的值机柜台总数最少为目标,考虑服务质量的约束,构建了值机柜台动态分配模型。应用整数递归方法求解该模型。实际算例表明,本分配方法可以减少值机人员冗余,为机场控制成本和提高服务质量提供可行的方案。     

机场值机系统运行优化研究

从降低航空公司成本的角度出发,同时考虑柜台租用成本及旅客时间成本,依据排队论,求解值机系统运行效率最优时值机柜台的使用数量。并结合某航空公司典型日航班计划数据对模型效率进行了分析,验证了方法的有效性和可行性。     

WEB服务器集群系统中负载平衡的设计与实现

在In ternet和In tranet上,随着客户机数量和密集性任务的增加,单个W eb服务器受到处理能力的限制,已经成为网络访问的新瓶颈。如果W eb服务器集群系统具备高可用性和负载平衡性将成为解决这一问题的最佳方法。本文重点研究了服务器集群负载平衡的原理和实现技术。文中用排队论的方法分析集群系统的性能,通过对服务器负载性能数据的实时采集和对轻载服务器的周期性判决做到动态的负载平衡。测试结果表明,本文提出的负载平衡方法应用于W eb服务器集群系统中,其吞吐量提高了30%以上。     

相同单元组成的系统可靠性置信下限

本文推导了相同的二项指数单元组成的串联,并联,k/N(G),旁联等Conherent系统的可靠性精确置信下限公式。为了满足工程实践中对复杂系统多级综合的需要,推导了这些系统可靠性的两种近似下限,并在袖珍计算机上编制了使用程序;最后用数值例说明了这些方法。     

可修系统有效性的经典限

本文对失效/修理时间服从指数分布的情况,给出了几种常见的系统(有一个或多个修理设备及相同单元组成的):串联系统、并联系统,k/n(G)系统、旁联系统有效性的经典下限,并用数值例说明这些方法的应用。     

基于预处理的低速小展弦比机翼数值模拟

以雷诺平均的Navier-Stokes 方程为基础, 应用非结构混合网格技术,基于有限体积的时间推进预处理方法,对小展弦比机翼的低速流动进行了数值模拟.其中对流项的离散应用了基于Roe的Riemann近似解迎风格式,时间离散应用了基于LU-SGS的隐式格式.为描述湍流流动,采用了Spalart-Allmaras一方程湍流模型.为了验证本文方法对低速小展弦比机翼粘性流动的数值分析效果, 对几个不同展弦比的机翼进行了数值模拟.本文的数值结果与文献的实验数据基本一致, 表明本文方法能够准确模拟小展弦比机翼在低速流动时机翼的展弦比对其气动特性的影响.     

非线性系统对路面非平稳激励的响应分析

在分析总结已有实测资料的基础上,本文提出了路面不平度统计描述的Ornstein-Uhlenbeck过程模型,又引入伊腾随机微分方程,使问题的分析得以简化。 将系统的运动微分方程通过非线性交换从时间域转化到空间域,由此得到一个以空间距离坐标为自变量的变参数非线性方程,时间域内的一般非平稳高斯激励则变换为空间域内容易处理的调幅高斯激励。 本文还提出了非线性多自由度系统在非平稳随机激励和确定性外力的共同作用下,响应分析的等价线性化方法。 最后通过算例,将按本文提出的近似方法计算的结果与Monte-Carlo计算机模拟实验结果,在精度及经济性两方面进行了比较,说明本文发展的近似方法具有一定的工程实用价值和理论意义。     

结冰风洞试验段水滴分布特性分析

喷雾系统是结冰风洞的主要组成部分,在结冰风洞试验段直接进行不同状态粒子分布特性的测量,会耗费巨大的成本。为此,本文提出一种采用实验测试和数值计算相结合的手段研究结冰风洞试验段水滴分布特性的方法。通过搭建独立的喷雾粒子试验系统,得到喷嘴出口处的粒子分布特性,在此基础上,采用数值方法计算不同水滴在风洞内的运动及传质传热过程,得到不同水滴蒸发之后的直径,进而获得试验段粒子的分布特性。采用该方法对典型雾化状态下3m×2m结冰风洞试验段粒子分布特性进行了研究,对比了空气湿度的影响。研究发现:(1)喷嘴出口处的初始喷雾粒子与试验段的水滴均保持近似正态的分布,试验段的水滴平均直径(MVD)与初始MVD接近,蒸发不能引起明显的MVD变化;(2)虽然空气湿度越小,水滴蒸发量越大,但湿度为100%时试验段水滴的 MVD比湿度为70%时小。研究成果为结冰风洞喷雾系统设计和调试提供了较好的技术基础。     

燃烧室钝体火焰稳定器吹熄特性的数值分析

火焰稳定器吹熄特性的研究过去均采用实验方法并归纳出经验公式。本文通过计算燃烧流场的稳态临界点来逐步逼近非稳态吹熄极限,提出了一种数值方法来近似预测钝体火焰稳定器的吹熄特性。     

新型微型涡扇方案及其复合压缩转子初步设计

在分析国内外已有微型涡扇发动机方案可行性及利弊的基础上,提出一种紧凑型复合压缩系统微型涡扇发动机方案,可在保证结构简化与紧凑的前提下有效降低发动机耗油率。该方案风扇转子与斜流压气机转子构成串列叶片结构,通过对串列叶片独立作用机制和耦合作用机制的研究,认为合理设计串列叶片转子(全串列或半串列形式)能显著提高内涵压缩性能。通过对该方案的总体性能建模及参数分析,给出了一个设计实例的设计参数及性能参数,该实例中,耗油率比相同性能水平微型涡喷发动机约降低24.4%。对复合压缩系统转子进行了初步设计并进行流场数值模拟,得出转子系统内涵在设计流量下压比5.2,效率91%,外涵在设计流量下压比1.6,效率84%。结合对内外涵流场的分析,表明内外涵均可在较高效率下完成增压作用。     

轴系稳定性裕度判据的实验研究

本文是研究轴稳定性裕度判据的系列文章的第二篇。文［１］从理论上提出以系统的最大能量比率作为衡量轴系稳定性裕度的判据，本文以一对称单跨转子－轴承系统为例对该判据进行实验研究，测量了系统的最大能量比率，结果与理论计算吻合较好。测量了转子轴承系统机械能随时间变化的曲线，讨论了实测结果与理论计算存在偏差的主要原因。     

卷帘行存储下的一种并行Cholesky分解及其在PAR95上的实现

Ｃｈｏｌｅｓｋｙ 分解在科学与工程计算中占有重要的地位，串行的 Ｃｈｏｌｅｓｋｙ 分解已有成熟的方法，但并行的 Ｃｈｏｌｅｓｋｙ 分解方法要充分考虑机器体系的结构，在拥有共享内存的 Ｍ Ｉ Ｍ Ｄ 型多处理机、 Ｓ Ｉ Ｍ Ｄ 型向量机系统上前人已有较好的工作，本文给出适用于 Ｍ Ｐ Ｐ 大规模并行计算机的卷帘行存储行格式的并行 Ｃｈｏｌｅｓｋｙ 分解算法，该算法使用了优先计算优先发送的策略，减少了结点机之间相互等待的时间，建立了结点机之间用于通讯的通讯数组，避免了使用撒播这一通讯模式，减少了通讯时间，通过在 Ｐ Ａ Ｒ９５ 上的数值试验表明，随着问题规模的扩大，并行效率越来越高，并且该法容易推广到多行卷帘存储的形式。     

飞机动态推出控制策略仿真优化模型

机场离港运行的无序化造成滑行过程中的长时间排队等待及大量燃油浪费。为了减少燃油消耗和废气排放,在已有的动态推出控制策略基础上提出了阶梯函数控制策略(Step function,SPC)和非线性函数动态推出策略(Nonlinear function,NPC)的一般形式,以离港成本为目标,建立了基于停机位等待惩罚的动态推出控制模型,在不延误的前提下提出了一种基于网格参数优化的蒙特卡洛仿真优化算法。通过北京首都机场实际运行数据对推出过程进行仿真计算,并与无控制策略以及传统N-control策略的最优可达解进行仿真对比,结果表明:在不延误的前提下,提出的推出策略可以更加有效地降低平均滑行道滑行时间,NPC策略的离港运行成本和燃油成本可降低45.52%和54.23%,SPC虽然成本节省劣于NPC策略,但是其简单的操作方式可以为离港推出调度方式的改进提供决策支持。     

微小卫星雷达隐身性能的在轨逆合成孔径雷达成像验证

成像雷达是空间目标监视系统中的重要组成部分.为深入评估某微小卫星的隐身性能,对卫星的逆合成孔径雷达(ISAR)成像效果进行预测,从雷达成像角度评估卫星的隐身效果.首先简述用于空间目标成像的ISAR成像的基本原理.然后构造卫星的散射点模型,散射系数采用微波暗室的实际测量值.依据仿真雷达系统参数和卫星实际在轨运行参数,计算卫星ISAR成像所需成像时间.对卫星3种飞行姿态,即卫星顶部指向地球表面的隐身姿态、卫星顶部与飞行方向一致和卫星底部指向地球表面两种非隐身姿态,以及不同信噪比情况,进行ISAR仿真,详细分析每种情况下的运动补偿效果和最终ISAR成像效果,说明了卫星隐身设计的有效性.     

微型共轴双旋翼气动性能数值模拟与试验分析

为研究悬停状态下旋翼的间距对微型共轴双旋翼气动性能的影响，文中通过搭建试验平台对间距比h/r分别为0.32、0.38、0.45、0.51、0.58、0.65和0.75下的共轴双旋翼进行气动性能测试，以测量不同旋翼转速下所得共轴双旋翼的拉力和功耗对共轴双旋翼气动布局进行优化，试图找出具有最佳气动特性的共轴旋翼布局。另外，通过试验误差分析确定了相应的拉力系数、功率系数和功率载荷，且试验误差均小于2%。同时，为更直观得到不同间距下气流干扰对旋翼系统气动性能的影响，文中采用数值模拟得到了不同间距比下旋翼的流线分布和压力分布。最后，对比试验结果，综合分析旋翼间气动干扰的影响，最终得到间距比h/r为0.38时的共轴双旋翼具有最佳的气动布局。研究结果表明，悬停状态的共轴双旋翼可以通过改变间距大大提高气动性能，且同一间距下转速越大虽然旋翼间干扰越强烈，但此时开始出现耦合，使得系统的气动性能可能更好，同时，由于上下旋翼间的相互诱导，虽然转速较低时升力较小，但是功耗明显低于高转速，使得系统具有更大的功率载荷。     

串列叶栅尾迹特性的实验研究

对串列叶栅的尾迹特性进行了实验研究。研究表明：串列叶栅尾迹平均速度和单列一样满足相似律。串列叶栅的尾迹平均速度和紊流脉动速度沿额线方向比单列叶栅变化平缓。对于串列叶栅在叶栅下游相对距离Ｘ／ＣＴ＞０．７时，尾迹纵向紊流度基本不随距离Ｘ／ＣＴ变化。     

密切曲面内锥乘波前体进气道设计和试验研究

介绍了密切曲面内锥乘波前体进气道(Osculating Inward turning Cone Waverider Inlet,OICWI)的一体化设计方法,对该型乘波前体进气道的性能进行了数值分析,针对该型一体化乘波前体进气道完成了风洞试验研究。理论设计结果和设计状态无粘模拟结果一致,设计状态下的计算结果表明,前体进气道具有较高的总压恢复、较好出口流场均匀度及较高的流量捕获率。试验研究结果表明,改型一体化前体进气道在马赫数5~7条件下顺利启动,流场波系及压力分布同数值分析结果吻合。     

复合材料自动铺带机专用数控系统

为实现复合材料自动铺带机对数控系统的特殊要求,以可编程多轴控制器作为运动控制核心,采用可编程数字I/O卡控制开关量,提出了基于开放式数控系统的铺带机专用CNC硬件体系结构的设计方案。为提高系统中与加工过程密切相关的实时任务的实时性,采用随动控制方式,实现了数控系统软件中的运动控制及其与开关动作量之间的协调联动的任务。完成了各控制器的驱动程序、用户图形界面和数控代码编译模块的设计。该系统能很好解决铺带机多轴运动控制精度要求较高、运动量与较多动作量联动实时性等设计难点。     

并联式TBCC排气系统模态转换过程的流场特性研究

为了研究并联式TBCC（Turbine Based Combined Cycle）排气系统在模态转换过程中出口流场的变化特性及其气动性能的变化规律，采用动网格等技术完成了某并联式TBCC组合排气系统在整个模态转换过程中的非定常数值模拟。同时，对该排气系统模态转换过程中若干工况时的冷流进行了风洞试验，并将试验与数值仿真结果进行比较。研究结果表明:模态转换过程中，并联式TBCC排气系统出口流场的波系结构十分复杂，分流板出口激波对排气系统的气动性能产生了一定影响；TBCC排气系统的推力系数始终保持在0.9以上，但其产生的升力变化较大；风洞试验获得的壁面压力分布及流场纹影与数值模拟结果吻合较好，从而证明了本文数值模拟方法的可行性。